kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i...

47
General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from orbit.dtu.dk on: Mar 05, 2019 Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Furbo, Simon; Shah, Louise Jivan; Christiansen, Christian Holm; Frederiksen, Karsten Vinkler Publication date: 2004 Document Version Også kaldet Forlagets PDF Link back to DTU Orbit Citation (APA): Furbo, S., Shah, L. J., Christiansen, C. H., & Frederiksen, K. V. (2004). Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse. DTU Byg, Danmarks Tekniske Universitet.

Upload: buinhan

Post on 05-Mar-2019

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors andor other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights

Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research

You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details and we will remove access to the work immediately and investigate your claim

Downloaded from orbitdtudk on Mar 05 2019

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse

Furbo Simon Shah Louise Jivan Christiansen Christian Holm Frederiksen Karsten Vinkler

Publication date2004

Document VersionOgsaring kaldet Forlagets PDF

Link back to DTU Orbit

Citation (APA)Furbo S Shah L J Christiansen C H amp Frederiksen K V (2004) Kedeleffektiviteter for oliefyr ognaturgaskedler i enfamiliehuse DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet

D A N M A R K S

T E K N I S K E

UNIVERSITET

Simon Furbo Louise Jivan Shah Christian Holm Christiansen Karsten Vinkler Frederiksen

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse BYGmiddotDTU TEKNOLOGISK INSTITUT DANSK GASTEKNISK CENTER AS

RapportBYGmiddotDTU R-072

2004ISSN 1601-9504

ISBN 87-7877-135-8

Department of Civil Engineering DTU-bygning 118 2800 Kgs Lyngby

httpwwwbygdtudk

2004

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Simon Furbo Louise Jivan Shah Christian Holm Christiansen Karsten Vinkler Frederiksen BYGmiddotDTU TEKNOLOGISK INSTITUT DANSK GASTEKNISK CENTER AS

INDHOLD

FORORD 1

1 INDLEDNING 2

2 VARMTVANDSFORBRUG 3

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR 4

31 Sammenligning af data 4

32 Kedeltyper 4

33 Aringrsvirkningsgrad 5

34 Fuldlastvirkningsgrad 5

35 Tomgangstab 6

36 Sommervirkningsgrad 7

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER 7

41 Resultater fra laboratorietest 7

42 Resultater fra fieldtest 11

421 Elgas-Teknologihus projektet 11

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler 12

423 Sammenfatning 14

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER 14

51 Maringlesystem 15

52 Maringlinger 17

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD 26

61 Simpel beregningsmodel 26

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler 27

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 27

622 Traditionel gasfyret kedel 29

623 Kondenserende gasfyret kedel 30

63 Regneark med beregningsmodel 31

7 KONKLUSION 33

REFERENCER 35

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse 37

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ 39

Appendiks 3 Data og beregning 40

1

FORORD

Denne rapport sammenfatter tidligere gennemfoslashrte undersoslashgelser af varmtvandsforbrug samt kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Rapporten inkluderer desuden langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af udnyttelsen af olie for en ny oliefyrsinstallation og af udnyttelsen af naturgas for nye naturgaskedelinstallationer Endelig er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og natur-gaskedelinstallationer i enfamiliehuse Rapporten afslutter projektet rdquoKedeleffektiviteter i en-familiehuserdquo jnr 5118101-0084 Projektet som er finansieret af Energistyrelsen er gennemfoslashrt i et samarbejde mellem BYGmiddotDTU DGC AS TI samt By og Byg

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 2: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

D A N M A R K S

T E K N I S K E

UNIVERSITET

Simon Furbo Louise Jivan Shah Christian Holm Christiansen Karsten Vinkler Frederiksen

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse BYGmiddotDTU TEKNOLOGISK INSTITUT DANSK GASTEKNISK CENTER AS

RapportBYGmiddotDTU R-072

2004ISSN 1601-9504

ISBN 87-7877-135-8

Department of Civil Engineering DTU-bygning 118 2800 Kgs Lyngby

httpwwwbygdtudk

2004

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Simon Furbo Louise Jivan Shah Christian Holm Christiansen Karsten Vinkler Frederiksen BYGmiddotDTU TEKNOLOGISK INSTITUT DANSK GASTEKNISK CENTER AS

INDHOLD

FORORD 1

1 INDLEDNING 2

2 VARMTVANDSFORBRUG 3

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR 4

31 Sammenligning af data 4

32 Kedeltyper 4

33 Aringrsvirkningsgrad 5

34 Fuldlastvirkningsgrad 5

35 Tomgangstab 6

36 Sommervirkningsgrad 7

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER 7

41 Resultater fra laboratorietest 7

42 Resultater fra fieldtest 11

421 Elgas-Teknologihus projektet 11

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler 12

423 Sammenfatning 14

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER 14

51 Maringlesystem 15

52 Maringlinger 17

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD 26

61 Simpel beregningsmodel 26

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler 27

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 27

622 Traditionel gasfyret kedel 29

623 Kondenserende gasfyret kedel 30

63 Regneark med beregningsmodel 31

7 KONKLUSION 33

REFERENCER 35

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse 37

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ 39

Appendiks 3 Data og beregning 40

1

FORORD

Denne rapport sammenfatter tidligere gennemfoslashrte undersoslashgelser af varmtvandsforbrug samt kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Rapporten inkluderer desuden langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af udnyttelsen af olie for en ny oliefyrsinstallation og af udnyttelsen af naturgas for nye naturgaskedelinstallationer Endelig er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og natur-gaskedelinstallationer i enfamiliehuse Rapporten afslutter projektet rdquoKedeleffektiviteter i en-familiehuserdquo jnr 5118101-0084 Projektet som er finansieret af Energistyrelsen er gennemfoslashrt i et samarbejde mellem BYGmiddotDTU DGC AS TI samt By og Byg

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 3: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

Department of Civil Engineering DTU-bygning 118 2800 Kgs Lyngby

httpwwwbygdtudk

2004

Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Simon Furbo Louise Jivan Shah Christian Holm Christiansen Karsten Vinkler Frederiksen BYGmiddotDTU TEKNOLOGISK INSTITUT DANSK GASTEKNISK CENTER AS

INDHOLD

FORORD 1

1 INDLEDNING 2

2 VARMTVANDSFORBRUG 3

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR 4

31 Sammenligning af data 4

32 Kedeltyper 4

33 Aringrsvirkningsgrad 5

34 Fuldlastvirkningsgrad 5

35 Tomgangstab 6

36 Sommervirkningsgrad 7

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER 7

41 Resultater fra laboratorietest 7

42 Resultater fra fieldtest 11

421 Elgas-Teknologihus projektet 11

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler 12

423 Sammenfatning 14

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER 14

51 Maringlesystem 15

52 Maringlinger 17

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD 26

61 Simpel beregningsmodel 26

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler 27

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 27

622 Traditionel gasfyret kedel 29

623 Kondenserende gasfyret kedel 30

63 Regneark med beregningsmodel 31

7 KONKLUSION 33

REFERENCER 35

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse 37

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ 39

Appendiks 3 Data og beregning 40

1

FORORD

Denne rapport sammenfatter tidligere gennemfoslashrte undersoslashgelser af varmtvandsforbrug samt kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Rapporten inkluderer desuden langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af udnyttelsen af olie for en ny oliefyrsinstallation og af udnyttelsen af naturgas for nye naturgaskedelinstallationer Endelig er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og natur-gaskedelinstallationer i enfamiliehuse Rapporten afslutter projektet rdquoKedeleffektiviteter i en-familiehuserdquo jnr 5118101-0084 Projektet som er finansieret af Energistyrelsen er gennemfoslashrt i et samarbejde mellem BYGmiddotDTU DGC AS TI samt By og Byg

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 4: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

INDHOLD

FORORD 1

1 INDLEDNING 2

2 VARMTVANDSFORBRUG 3

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR 4

31 Sammenligning af data 4

32 Kedeltyper 4

33 Aringrsvirkningsgrad 5

34 Fuldlastvirkningsgrad 5

35 Tomgangstab 6

36 Sommervirkningsgrad 7

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER 7

41 Resultater fra laboratorietest 7

42 Resultater fra fieldtest 11

421 Elgas-Teknologihus projektet 11

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler 12

423 Sammenfatning 14

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER 14

51 Maringlesystem 15

52 Maringlinger 17

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD 26

61 Simpel beregningsmodel 26

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler 27

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 27

622 Traditionel gasfyret kedel 29

623 Kondenserende gasfyret kedel 30

63 Regneark med beregningsmodel 31

7 KONKLUSION 33

REFERENCER 35

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse 37

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ 39

Appendiks 3 Data og beregning 40

1

FORORD

Denne rapport sammenfatter tidligere gennemfoslashrte undersoslashgelser af varmtvandsforbrug samt kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Rapporten inkluderer desuden langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af udnyttelsen af olie for en ny oliefyrsinstallation og af udnyttelsen af naturgas for nye naturgaskedelinstallationer Endelig er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og natur-gaskedelinstallationer i enfamiliehuse Rapporten afslutter projektet rdquoKedeleffektiviteter i en-familiehuserdquo jnr 5118101-0084 Projektet som er finansieret af Energistyrelsen er gennemfoslashrt i et samarbejde mellem BYGmiddotDTU DGC AS TI samt By og Byg

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 5: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

1

FORORD

Denne rapport sammenfatter tidligere gennemfoslashrte undersoslashgelser af varmtvandsforbrug samt kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse Rapporten inkluderer desuden langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af udnyttelsen af olie for en ny oliefyrsinstallation og af udnyttelsen af naturgas for nye naturgaskedelinstallationer Endelig er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og natur-gaskedelinstallationer i enfamiliehuse Rapporten afslutter projektet rdquoKedeleffektiviteter i en-familiehuserdquo jnr 5118101-0084 Projektet som er finansieret af Energistyrelsen er gennemfoslashrt i et samarbejde mellem BYGmiddotDTU DGC AS TI samt By og Byg

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 6: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

2

1 INDLEDNING

Der er hidtil kun foretaget faring maringlinger fra praksis af virkningsgraden af olie og naturgas i typiske oliefyrs- og naturgaskedelopvarmede enfamiliehuse hvor hele husets rumvarme- og brugsvandsopvarmningsbehov daeligkkes af olienaturgas De faring undersoslashgelser der er gennemfoslashrt viser at virkningsgraden af olie og naturgas er hoslashj om vinteren Undersoslashgelserne viser desuden at virkningsgraden er forholdsvis lav i perioder om sommeren uden rumopvarmningsbehov og med smaring varmtvandsforbrug og at varmtvands-forbrugets stoslashrrelse og forbrugsmoslashnster har afgoslashrende betydning for virkningsgradens stoslashrrelse I dette projekt er der gennemfoslashrt langtidsmaringlinger i enfamiliehuse af virkningsgraden af olie for en ny oliefyrsinstallation og af virkningsgraden af naturgas for to nye naturgaskedelinstallationer Desuden er energiforbruget til daeligkning af varmtvandsforbruget om sommeren bestemt for typiske oliefyrs- og naturgaskedelinstallationer i enfamiliehuse ved hjaeliglp af et beregnings-program Undersoslashgelserne udgoslashr et godt grundlag til bestemmelse af solvarmeanlaeliggs energibespa-relser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 7: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

3

2 VARMTVANDSFORBRUG

Der er igennem de sidste 20 aringr gennemfoslashrt en raeligkke maringlinger af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse i enfamiliehuse Nogle af maringlingerne har omfattet mange huse andre har omfattet et begraelignset antal huse Maringlinger som inkluderer mindst 9 enfamiliehuse fra [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] og [10] er sammenfattet i tabel 1 Maringlingerne er foretaget i perioden 1984-1996

Maringlearingr Antal huse Gennemsnitligt varmtvandsforbrug Gennemsnitlig opvarmning af brugsvand

ldag l(dagmiddotperson) kWharingr K

1984-1985 21 184 49 mdash mdash

1991 9 162 41 2800 41

1991-1992 10 144 39 2400 40

1992-1993 12 132 38 2200 40

1992-1993 13 114 34 1900 40

1992-1993 10 143 mdash 2500 42

1993-1994 13 108 32 1800 40

1994 22 120 35 2000 40

1995 20 108 32 1800 40

1996 15 108 31 1800 40

Tabel 1 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse

Det er tydeligt at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse er mindre i dag end det var tilfaeligldet i midten af 1980-erne Forklaringen er at der i Danmark i de sidste 20 aringr er gennemfoslashrt vandsparekampagner der er indfoslashrt groslashnne afgifter paring vandforbrug familie-stoslashrrelserne er blevet mindre og der er installeret mange opvaskemaskiner i enfamiliehuse Paring basis af maringlingerne kan det konkluderes at det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag er ca 110 ldag svarende til et aringrligt energibehov paring ca 1800 kWh Det boslashr naeligvnes at der er meget store variationer i varmtvandsforbruget fra familie til familie Eksempelvis kan det naeligvnes at maringlingerne for de 15 enfamiliehuse i 1996 viste variationer af varmtvandsforbruget i intervallet fra 60 ldag til 160 ldag pr familie [10] Det boslashr ogsaring naeligvnes at varmtvandsforbruget varierer igennem aringret Varmtvandsforbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Forklaringen er baringde sommerferieperioden og koldtvandstemperaturens variation igennem aringret Koldtvandstemperaturen naringr sit minimum paring ca 3degC i marts og sit maksimum paring ca 16degC i august Endelig skal det naeligvnes at der ikke foreligger detaljerede maringlinger af varmtvandsforbrugs-moslashnsteret for enfamiliehuse Saringdanne maringlinger som inkluderer tappetidspunkter tappe-volumener tappeflow koldtvands- og varmtvandstemperatur for alle varmtvandstapninger

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 8: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

4

igennem en laeligngere periode ville naturligvis udgoslashre et godt grundlag for bestemmelse af naturgaskedlers og oliefyrs nyttevirkninger

3 KEDELEFFEKTIVITETER FOR OLIEFYR

I de senere aringr er der kommet oslashget fokus paring oliefyrede kedlers aringrlige virkningsgrad ndash eller effektivitet I den forbindelse er der for Energistyrelsen lavet en vurdering af den eksisterende kedelmasses aringrsvirkningsgrad [11] Aktiviteterne er senere fulgt op af en positivliste for oliefyrede kedler [12] hvor aringrsvirkningsgraden for en raeligkke kedler paring det danske marked er beregnet Beregningerne er baseret paring maringlinger af kedlernes tomgangstab og fuldlastvirkningsgrad og tager udgangspunkt i BOILSIM-beregningsmetoden [13] [14] [15]

31 Sammenligning af data

Sammenligning af aringrsvirkningsgrader kan vaeligre vanskeligt - baringde naringr feltmaringlinger og laboratorietest sammenlignes for identiske kedler og naringr resultater for forskellige kedler sammenlignes Nogle af de vigtigste faktorer at vaeligre opmaeligrksom paring er naeligvnt herunder bull Forbrug (aringrligt varme- og varmtvandsforbrug skal vaeligre ens) bull Indstilling af beholder- og kedeltermostat (tomgangstab) bull Fyringssaeligson (laeligngden skal vaeligre sammenlignelig) bull Nyttiggjort varme (er der i beregningen regnet med at noget af varmetabet fra kedlen

bruges til rumopvarmning) bull Varme fra cirkulationspumpe (dette bidrag kan vaeligre rdquoskjultrdquo i resultaterne) bull Installation (Er konfigurationerne ens rdquokortslutningerrdquo manglende kontraventiler samme

beholdertype-isolering samme styring mv) bull Roslashggastab (specielt for kedler med forstoslashvningsbraeligndere er braelignderen indstillet opti-

malt hvilke retardere benyttes) bull Maringlingernes rdquokvalitetrdquo

32 Kedeltyper

Hvordan kedlen er opbygget og konfigureret er som naeligvnt vigtigt saring i det foslashlgende beskrives de forskellige oliefyrede kedeltyper kort Oliefyrede kedler kan inddeles i 2 hovedtyper solokedler og units Solokedlerne er typisk smaring stoslashbejernskedler der forbindes med en separat beholder I en unit er kedel og beholder veksler placeret i samme kabinet og forbundet med et faeligrdigt roslashrarrangement Desuden findes en variant hvor beholderen er neddykket i kedelkroppen Sidstnaeligvnte type er lavet af staringlplade og kan isoleres meget effektivt men kedeltemperaturen skal vaeligre omkring 60degC for at undgaring korrosion Generelt opererer de fleste oliefyrede kedler med en konstant kedeltemperatur paring ca 50-60degC Dog findes saringkaldte lavtemperaturkedler der i perioder ved hjaeliglp af en styring kan komme ned paring en kedeltemperatur paring ca 30degC Endelig er der flere kondenserende kedler paring vej ind paring markedet Kedeltemperatur og effektiv isolering naeligvnes her fordi de har vaeligsentlig indflydelse paring aringrsvirkningsgraden Den sidste vaeligsentlige kedelparameter er roslashggastemperaturen Alle olie-fyrede villakedler er monteret med trykforstoslashvningsbraelignder Endelig skal det naeligvnes at varmtvandsbeholderens varmetab og dermed stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 9: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

5

33 Aringrsvirkningsgrad

I tabel 2 er den beregnede aringrsvirkningsgrad for kedlerne paring positivlisten pr 155 2002 vist Aringrsvirkningsgraden er beregnet ved et aringrligt varmebehov paring 20000 kWh og et aringrligt varmt-vandsbehov paring 2500 kWh Der er regnet med at en del af varmetabet fra installationen nyttiggoslashres til rumopvarmning Energiforbrugvarmeafgivelse fra cirkulationspumpe er ikke medregnet For det detaljerede beregningsgrundlag henvises til [12] Listen indeholder pr 155 2002 ikke kondenserende kedler eller kedler med lavtemperaturstyring For kedlerne med konstant kedeltemperatur vil tomgangstabet saringledes vaeligre omtrent det samme aringret rundt For kedler hvor styringen tillader at temperaturen saelignkes i perioden mellem braelignderstart feks ved varmtvandsproduktion om sommeren er det noslashdvendigt at skelne mellem tab i fyringssaeligsonen og tab i sommerperioden Fabrikat Model Ydelse kW Aringrsvirkningsgrad Energimaeligrke Baxi Baltic B 18 177 946 B Baxi Baltic O 18 177 937 B Baxi Baltic B 25 256 922 B Baxi Block 20 MK 3 198 921 B Baxi Baltic O 25 256 913 C CTC Villacentral VP 200018 175 911 C Voslashlund 610 206 910 C Buderus G115-21kW 214 909 C Tasso 20 MS Solo 181 909 C Tasso 20 MS Modul 181 907 C Buderus G115-17kW 17 906 C De Dietrich GT 113 211 904 C Tesolin 21 A 246 904 C ACV Delta F25 221 904 C ACV Alfa F 191 903 C Buderus G115-28kW 282 900 C CTC 950 233 900 C ACV Delta FB 26 HRN 221 900 C De Dietrich GT 114 279 895 C Tesolin 21 S 243 894 C Sime RondoacuteEstelle 3 235 891 C Baxi Block 30 MK II 30 887 D Ecoflam SP - SPA 249 884 D Sime Solo 30 217 850 E Sime Aqua 30 217 843 E

Tabel 2 Kedler paring positivlisten for oliefyrede kedler pr 155-2002

34 Fuldlastvirkningsgrad

I figur 1 ses fuldlastvirkningsgraden for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) [16] Roslashggastemperaturen ved fuldlastmaringlingerne ligger mellem ca 110degC og 210degC hvilket afspejles i virkningsgraden Det er muligt at aeligndre kedlernes roslashggastab ved

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 10: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

6

at justere braelignderens indfyrede effekt eller ved at fjerne retardere i roslashgvejene hvilket mange gange sker i praksis

840

860

880

900

920

940

960

980

1000

Fu

ldla

stv

irkn

ing

sgra

d [

]

60degC80degC

Figur 1 Fuldlastvirkningsgrad (60degC80degC) for 20 oliefyrede kedler

35 Tomgangstab

I figur 2 ses stilstandstabet for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammenhaeligng med kedlerne i tabel 2) Tabene er maringlt i forbindelse med [14] vha af den elektriske metode beskrevet i EN 304A1 3 forskellige maringlinger er udfoslashrt for alle kedlerne 1 Med kedlens roslashggasaringbning blokeret

2 Med et ca 1 m langt aftraeligk uden mekanisk genereret traeligk

3 Med 1 mmVS traeligk

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Stil

stan

dst

ab e

lekt

risk

met

od

e t

emp

dif

50K

[W

] Lukket aftraeligkMed aftraeligk1mmVS traeligk

Figur 2 Stilstandstab (∆T = kedeltemperatur ndash rumtemperatur = 50K) for 20 oliefyrede kedler

De foslashrste 16 datasaeligt i figur 2 er for solokedler de resterende er for units med neddykket beholder Varme og gennemtraeligkstab (paring baggrund af stilstandstab) fra kedel varmetab fra beholder og roslashrforbindelser samt tabet ved produktion til daeligkning af disse udgoslashr tomgangstabet

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 11: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

7

36 Sommervirkningsgrad

I figur 3 er sommervirkningsgraden estimeret for 20 oliefyrede kedler (ingen direkte sammen-haeligng med kedlerne i tabel 2) for tre forskellige varmtvandsforbrug Estimatet er baseret paring en simpel beregningsmodel [14] Alle kedlerne har konstanttemperaturstyring og koslashler ikke af mellem braelignderstarterne

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

So

mm

ervi

rkn

ing

sgra

d v

arm

t va

nd

[

]

1000 kWh2500 kWh4000 kWh

Figur 3 Sommervirkningsgrad (∆T = kedel-beholdertemperatur ndash rumtemperatur = 40 K) for 20 oliefyrede kedler For solokedlerne er der regnet med et varmetab fra varmtvandsbeholderen paring 60 W ved ∆T 40 K Det skal understreges at der er tale om et estimat for sommervirkningsgraden da der ikke er foretaget deciderede varmtvandsmaringlinger med kedlerne

4 KEDELEFFEKTIVITETER FOR NATURGASKEDLER

41 Resultater fra laboratorietest

Med baggrund i DGCrsquos afproslashvningsprocedure for test af smaring villagaskedler [17] kan gas-kedlernes nyttevirkning ved varmtvandsproduktion i hhv sommerperioden og vinterperioden fastlaeliggges Kort fortalt er grundlaget for varmtvandsvirkningsgraden at doslashgnet opdeles i tre faser 1 og 3 fase daeligkker perioder hvor der udelukkende er standby tab Fase 2 er en periode paring 2 timer hvor der gennemfoslashres seks jaeligvnt fordelte tapninger Foslashrst 2 stk karbad (436 kWhstk) 2 stk brusebad (147 kWhstk) og 2 stk tapning fra haringndvask (061 kWhstk) Paring figur 4-8 ses disse nyttevirkningsnoslashgletal for en raeligkke gaskedler (inkl varmtvandsbeholder) ved varmtvandsbehov paring hhv 1000 1700 2000 3000 og 4000 kWharingr og omregnet til en beholdertemperatur paring 65degC Det er angivet om kedlen er kondenserende eller traditionel Varmtvandsbeholderens stoslashrrelse i liter ses ogsaring Bemaeligrk at noslashgletallene er baseret paring laboratoriemaringlinger og beregnet til de forskellige varmtvandsbehov Det ses at nyttevirkningen om sommeren er meget lavere end om vinteren Endvidere ses det at et faldende varmtvandsbehov medfoslashrer fald i sommervirkningsgraden Laveste niveau er

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 12: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

8

ca 40 ved et varmtvandsbehov paring 1000 kWharingr og hoslashjeste niveau er ca 86 ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr En af aringrsagerne er at resttabets (vurderet tab for kedel og varmtvandsbeholdersystem) betydning for nyttevirkningen bliver mere markant ved de lave varmtvandsbehov om sommeren De enkelte kedlers resttab fremgaringr af figur 9 Det skal fremhaeligves at for naturgaskedler gaeliglder det ogsaring at varmtvandsbeholderens stoslashrrelse har indflydelse paring virkningsgraden Derimod er der ikke en signifikant sammenhaeligng mellem sommernyttevirkningsgradens stoslashrrelse og kedeltypen (kondenserende eller traditionel)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 4 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1000 kWharingr)

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 13: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

9

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (1700 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 5 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (1700 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (2000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 6 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (2000 kWharingr)

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 14: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

10

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (3000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 7 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (3000 kWharingr)

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion (4000 kWharingr)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Nyttevirkning []

sommer

vinter

Figur 8 Nyttevirkning ved varmtvandsproduktion (4000 kWharingr)

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 15: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

11

Noslashgletal for villagaskedler ved varmtvandproduktion

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Trad60 liter

Kond60 liter

Kond75 liter

Trad80 liter

Trad80 liter

Kond60 liter

Kond55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Trad55 liter

Kond55 liter

Kond65 liter

Trad60 liter

Kond70 liter

Kond70 liter

Trad70 liter

Kond80 liter

Kond54 liter

Ked

elna

vn o

g vo

lum

en

af v

arm

tvan

dsb

eho

lder

Resttab [W]

Figur 9 Vurderet resttab (gaskedel - beholder) system

42 Resultater fra fieldtest

I DGC-regi er der igennem de sidste 10 aringr gennemfoslashrt en del fieldtest I det foslashlgende beskri-ves to med relevans for vurdering af gaskedeleffektiviteten ved varmtvandsproduktion om sommeren

421 Elgas-Teknologihus projektet

I starten af 90rsquoerne gennemfoslashrte DGC i samarbejde med en raeligkke andre energiselskaber et projekt hvor tre raeligkkehuse i Naeligstved blev maringlt mht energiforbrug (el gas varme og vand) Detaljerede oplysninger findes i [18] [19] [20] [21] og [22] Mht de to gaskedler som blev anvendt i projektet var der gennemfoslashrt laboratorietest og sammenlignelige noslashgletal fra disse test fremgaringr af tabel 3 Det skal fremhaeligves at sommer-nyttevirkningen er 84 for Voslashlund 900 kedlen og 74 for Junkers Mini kedlen ved et varmt-vandsbehov paring 4000 kWharingr

Kedel Type ηaringr

ηsommer

Elforbrug

kWharingr

NOx- emission

kgaringr

CO- emission

kgaringr

Voslashlund 900 1-trin

kondenserende 94 84 140 08 10

Junkers Mini 11 ASE

Modulerende traditionel

80 74 190 35 09

Alle vaeligrdier er baseret paring et aringrligt energibehov til opvarmning paring 10000 kWh og 4000 kWh til brugsvand

Tabel 3 Laboratorienoslashgletal for de to gaskedler der indgik i fieldtesten [20]

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 16: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

12

Tabel 4 viser de tilsvarende sommervirkningsgrader herunder anlaeliggsspecifikationer og energiforbrug bestemt ved gennemfoslashrelse af fieldtestene i Naeligstved Det ses at sommernyttevirkningen er ca 20 -point lavere end resultatet af laboratorietestene En af aringrsagerne er igen at varmtvandsbehovet i praksis er markant lavere end de behov der benyttes ved laboratorietest

Bemaeligrkning nr 140

Komfort-

hus

nr 141

Alm

ElGas-hus

nr 142

Reference-

hus

Boligareal m2 101 101 101

Gaskedel Voslashlund

900 Voslashlund 900

Junkers Mini

11 ASE

Varmtvandsbeholder l 100 100 100

1-strengs varmeanlaeligg 8060degC x

1-strengs varmeanlaeligg 5545degC x x

Kondenserende drift x x

Klimastat anlaeligg x x

Rumtermostat x

Ventilationsanlaeligg m varmegenvinding x

Toslashrretumblervaskemaskopvaskemask x) x

Aringrligt bruttoenergiforbrug (gas)

varme + varmt vand kWh 11620) 7813) 8427

Aringrligt energiforbrug (gas)

varme + varmt vand m3 N-gas 1068) 718) 773

Aringrligt energiforbrug varme + varmt vand

til opvarmning (el) kWh 906) 211 0

Aringrligt energiforbrug (gas) kun

til rumvarme og ventilation kWh 8050 5325

Aringrligt energiforbrug brugsvand kWh 1462) 1595) 5983

Aringrsnyttevirkning (kedelanlaeligg) 83 89 71

Brugsvandsnyttevirkning (sommer) 64 64 51

)Vaskemaskine og opvaskemaskine bruger helt eller delvist varmt vand )Varmt vand til vaskemaskine (266 kWh) og opvaskemaskine (521 kWh) er ikke medregnet Ventilation er medregnet )Varmt vand til opvaskemaskine (113 kWh) er ikke medregnet )Ventilation

Tabel 4 Noslashgletal fra fieldtestene [20]

422 Fieldtest med kondenserende gaskedler

I perioden 1996 til 1998 blev der i DGC-regi gennemfoslashrt et projekt vedroslashrende konden-serende gaskedler Projektets formaringl var at foslashlge en raeligkke kedler i praksis og sammenligne de opnaringede aringrsnyttevirkninger med dem der blev maringlt i laboratoriet Resultaterne fra laboratorieafproslashvningerne og fieldtestene (bestemt pr medio 1997) er vist i tabel 5

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 17: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

13

Kedel 12) 23) 32) 43) 54) 64)

Aringrsnyttevirkning (lab) 8060 C 1011 1003 1009 988 984 974

Aringrsnyttevirkning (lab) lavtemperaturanlaeligg 1042 1045 1039 1001 1026 1006

Sommernyttevirkning (lab)

770 785 808 852 588 697

Aringrsnyttevirkning

fieldtest 1) 93 98 92 97 - -

1) Foreloslashbige resultater fra fieldtesten (medio 1997) 2) Installeret paring 1-strenget varmeanlaeligg 3) Installeret paring 2-strenget varmeanlaeligg 4) Deltager ikke i testen paring grund af sen installation

Tabel 5 Laboratorieoplysninger om gaskedler der indgik i testene samt foreloslashbige fieldtestdata frem til medio 1997

Som det kan ses af tabel 5 opnarings der ikke de aringrsnyttevirkninger i virkeligheden som man kan opnaring ved laboratorietest Saeligrligt ved 1-strengs varmeanlaeligg ses en forskel Mht sommer-virkningsgrad viser tabel 5 kun kedlernes effektivitet ved laboratorietest Maringlingerne blev som sagt gennemfoslashrt i perioden fra medio oktober 1996 til medio juli 1998 Grafen paring figur 10 viser maringnedsbaserede virkningsgrader for fem af fieldinstallationerne for hele maringleperioden Som det fremgaringr falder virkningsgraden markant i sommerperioden for nogle af kedlerne mens andre fastholder en hoslashj virkningsgrad De bedste kan klare sommer-perioden med en maringnedsbaseret virkningsgrad paring over 90 hvor andre naeligrmer sig 0 i virkningsgraden En aringrsag til de meget lave vaeligrdier kan vaeligre ferie hvor varmtvandsbehovet er meget lille En anden aringrsag er at de lave varmtvandsbehov medfoslashrer stigende maringleusikkerhed Aringrsagen til at en enkelt kedel kan fastholde en meget hoslashj sommervirkningsgrad er ikke afklaret men det skyldes ikke et specielt hoslashjt varmtvandsbehov Varmtvandsbehovet er maringlt til 161 kWh i august 1997 (~2000 kWharingr) og her er den maringnedsbaserede virkningsgrad bestemt til 95

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 18: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

14

Nyttevirkning for kedlerne

0

20

40

60

80

100

120

Okt

ober

199

6

Nov

embe

r 19

96

Dec

embe

r 19

96

Janu

ar 1

997

Feb

ruar

199

7

Mar

ts 1

997

Apr

il 19

97

Maj

199

7

Juni

199

7

Juli

1997

Aug

ust 1

997

Sep

tem

ber

1997

Okt

ober

199

7

Nov

embe

r 19

97

Dec

embe

r 19

97

Janu

ar 1

998

Feb

ruar

199

8

Mar

ts 1

998

Apr

il 19

98

Maj

199

8

Juni

199

8

Juli

1998

Nyt

tevi

rkn

ing

[

]

Kedel 1

Kedel 2

Kedel 3

Kedel 4

Kedel 6

Vaeligrdier paring maringnedsbasis

Figur 10 Fieldtestvirkningsgrader for smaring gaskedler i perioden uge 39 1996 til uge 31 1998

423 Sammenfatning

Baringde laboratorietestene og fieldtestene har vist at sommervirkningsgraden baringde for kondenserende og ikke-kondenserende gaskedler falder og varmtvandsbehovets stoslashrrelse er generelt afgoslashrende for hvor stort faldet er Det betyder at sommervirkningsgrader paring mellem 40-80 er realistiske Idet varmtvandsbehovet i praksis er staeligrkt adfaeligrdsafhaeligngigt er det svaeligrt at fastsaeligtte et mere praeligcist noslashgletal

5 MAringLTE KEDELEFFEKTIVITETER

Der er gennemfoslashrt maringlinger for to nye naturgaskedelinstallationer og for en ny oliefyrs-installation se tabel 6 Lokalitet Kongevejen 119A

Virum Sydtoftevej 6 Soslashborg

Holmevej 60 Soslashborg

Opvarmet areal [msup2] 198 180 198 Opfoslashrelsesaringr 1954 1936 1934 Installationstidspunkt september 2002 oktober 2002 juni 2003 Maringleperiode oktober 2002-

november 2003 november 2002-november 2003

juli 2003- november 2003

Antal beboere 4 5 4 Fyrkedel Oliefyrsunit Block 20

MK 3 med indbygget varmtvandsbeholder Baxi AS

Kondenserende naturgaskedel Europur ZSB 7-22 Robert Bosch AS

Ikke-kondenserende naturgaskedel Cerastar ZSR 18-3 Robert Bosch AS

Varmtvandsbeholder 100 l beholder indbygget i oliefyrsunitten

separat 160 l beholder fra Metro Therm AS

separat 110 l beholder fra Metro Therm AS

Tabel 6 De tre undersoslashgte naturgaskedel-oliefyrsinstallationer

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 19: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

15

De to naturgaskedelinstallationer er baseret paring en kondenserende og en ikke-kondenserende naturgaskedel ndash begge disse anlaeligg har en separat varmtvandsbeholder Oliefyrsinstallationen er baseret paring en oliefyrsunit med en pladejernskedel og en varmtvandsbeholder der er neddykket i kedelkroppen Ingen af installationerne er forsynet med cirkulationsledning for det varme brugsvand

51 Maringlesystem

Det benyttede maringleudstyr for de tre installationer er vist skematisk paring figur 11 og 12

Figur 11 Maringleudstyr for de to naturgaskedelinstallationer

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 20: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

16

Figur 12 Maringleudstyr for oliefyrsinstallationen

De to naturgaskedelinstallationer er forsynet med en energimaringler af typen Clorius Combi-meter type 15 EP til maringling af energimaeligngden som tilfoslashres varmtvandsbeholderen fra naturgaskedlen Maringleren bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Energi- og vandmaeligngder udlaeligses paring en saeligrlig enhed Maringlernes tryktab er ved de anvendte volumenstroslashmme forsvin-dende smaring Hver installation er forsynet med to kompakte energimaringlere type Ray-Heat Standard Qn 06 fra Brunata AS til maringling af varmtvandsforbrugets stoslashrrelse og af rumopvarmningsbehovets stoslashrrelse Hver maringler bestaringr af en vandmaringler til bestemmelse af den gennemstroslashmmende vandmaeligngde og af to temperaturfoslashlere hvoraf den ene er indbygget i vandmaringleren Maringlerne er forsynede med elektroniske enheder der ved hjaeliglp af de maringlte stoslashrrelser beregner energimaeligngderne Naturgaskedlerne og oliefyret er forsynet med taeligllere som registrerer hvor mange gange kedlenfyret startes Endelig maringles olie- og naturgasforbruget med olie- og naturgasmaringlere Combimeter energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 ved effekter mellem 1 og 50 kW og ogsaring Ray-Heat energimaringlernes noslashjagtighed angives at vaeligre bedre end 2 hvilket er fuldt tilfredsstillende Ved smaring varmtvandstapninger og ved kortvarige driftsperioder for naturgaskedlerne bevirker temperaturfoslashlernes inerti at den maringlte tappede energimaeligngde er noget mindre end den faktisk tappede energimaeligngde og at de maringlte energimaeligngder som tilfoslashres varmtvandsbeholderne fra kedlerne er noget mindre end de faktiske energimaeligngder som tilfoslashres varmt-vandsbeholderne Det vurderes dog at disse systematiske maringlefejl kun har begraelignset ind-flydelse paring de maringlte udnyttelser af oliennaturgassen

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 21: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

17

For de to naturgaskedelinstallationer maringles naturgasforbruget og energimaeligngderne der tilfoslashres varmtvandsbeholderne og varmeafgivelsessystemerne fra naturgaskedlen Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Varmtvandsbeholdernes varmetab kan derfor bestem-mes Desuden er det muligt at bestemme hvor effektivt naturgassen udnyttes baringde med og uden hensyntagen til varmetabet fra varmtvandsbeholderen I den forbindelse benyttes braelignd-vaeligrdien for naturgas oplyst fra [23] Braeligndvaeligrdien varierer en smule fra maringned til maringned igennem maringleperioden For oliefyrsinstallationen maringles olieforbruget og energimaeligngden der tilfoslashres varmeafgivelses-systemet fra oliefyret Desuden maringles varmtvandsforbrugets stoslashrrelse Det er derfor muligt at bestemme hvor effektivt olien udnyttes under hensyntagen til varmetabet fra varmtvands-beholderen I den forbindelse regnes der med et energiindhold paring 989 kWh pr l olie Det totale energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov kan bestemmes ved hjaeliglp af maringlingerne Det totale energibehov bestemmes som rumopvarm-ningsbehovet plus varmtvandsforbruget Alle maringlerne aflaeligses eacuten gang om ugen af beboerne og et skema med de aflaeligste vaeligrdier sendes eacuten gang pr maringned til BYGDTU

52 Maringlinger

De maringlte stoslashrrelser samt udnyttelsen af olienaturgas og det totale energitab maringned for maringned fremgaringr af tabel 78 og 9 for de tre huse For oliefyrsanlaeliggget og for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg er de aringrlige udnyttelser bestemt til henholdsvis 842 og 943 Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 15885 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 4041 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 224 l i huset med oliefyret Det aringrlige rumopvarmningsbehov er 25809 kWh og det aringrlige varmtvandsforbrug er 2444 kWh svarende til et gennemsnitligt dagligt forbrug paring 148 l i huset med den kondenserende naturgaskedel Den aringrlige gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet er 43 K for oliefyrsanlaeliggget og 40 K for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg mens den gennemsnitlige opvarmning af brugsvandet i juli-november er 36 K for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg De gennemsnitlige opvarmninger svarer for alle tre anlaeligg til en varmtvandstemperatur paring ca 50degC Figur 13 14 og 15 viser maringned for maringned energiforbruget i form af olienaturgas samt varmebehovet og varmtvandsforbruget for de tre huse Energiforbruget og varmebehovet er stort i vinterperioden og lavt i sommerperioden Rumopvarmningsbehovene er stoslashrre i husene med naturgaskedlerne end i huset med oliefyret Varmtvandsforbruget er stoslashrre i huset med oliefyret end i husene med naturgaskedlerne Figur 16 17 og 18 viser det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug og den gennemsnitlige daglige tappede energimaeligngde maringned for maringned igennem maringleperioden for de tre huse Det ses at baringde det daglige varmtvandsforbrug og den daglige tappede energimaeligngde varierer igennem aringret Forbruget er stoslashrst om vinteren og mindst om sommeren Hovedaringrsagen til variationerne er at ferieperioderne hovedsageligt falder om sommeren De procentvise variationer igennem aringret for den tappede energi er stoslashrre end de procentvise variationer for de tappede vandmaeligngder Det skyldes at koldtvands-temperaturen varierer igennem aringret

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 22: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

18

Periode Varmtvandsforbrug Energi fra oliefyr til

varmeafgivelsessystem Antal starter for

oliefyr Olieforbrug Udnyttelse af olie

Totalt energitab

Ekskl varmetab fra varmtvands-

beholder

Inkl varmetab fra varmtvands-

beholder

kWh ldag ldag person

kWh I alt Pr dag l kWh kWh

okt rsquo02 300 208 52 1653 1672 54 230 2278 mdash 857 325 nov rsquo02 300 204 51 2198 2201 73 290 2872 mdash 870 374 dec rsquo02 336 212 53 2824 2854 92 365 3614 mdash 874 454 jan rsquo03 371 211 53 2901 2531 82 383 3789 mdash 864 517 feb rsquo03 343 231 58 2755 1901 69 358 3544 mdash 874 446 mar rsquo03 414 250 63 2155 1563 50 302 2990 mdash 859 421 apr rsquo03 419 269 67 1079 824 27 181 1792 mdash 836 294 maj rsquo03 358 231 58 439 473 15 107 1057 mdash 754 260 juni rsquo03 253 179 45 34 190 6 47 465 mdash 617 178 juli rsquo03 311 223 56 32 208 7 51 509 mdash 673 166 aug rsquo03 279 207 52 27 196 6 48 476 mdash 643 170 sep rsquo03 294 215 54 27 201 7 50 499 mdash 634 178 okt rsquo03 363 258 65 1414 997 32 209 2071 mdash 858 294 nov rsquo03 312 210 52 1988 1333 44 264 2607 mdash 882 307 nov rsquo02- okt rsquo03

4041 224 56 15885 14139 39 2394 23678 mdash 842 3752

Tabel 7 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og olieforbrug for oliefyrsanlaeliggget i Virum

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 23: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

19

Periode

Energi fra naturgas-kedel til

varmtvands-beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgas-kedel til varmeaf-givelses-system

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldag person)

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

nov rsquo02 266 204 146 29 3149 6437 215 323 1111 3587 952 935 234 dec rsquo02 418 311 201 40 4477 3882 125 455 1107 5039 971 950 251 jan rsquo03 314 271 170 34 4448 3685 119 448 1108 4966 959 950 247 feb rsquo03 292 242 166 33 4322 2791 100 422 1107 4671 988 977 107 mar rsquo03 338 275 175 35 3188 6448 208 327 1103 3607 978 960 144 apr rsquo03 283 225 160 32 1937 6373 212 208 1105 2298 966 941 136 maj rsquo03 260 213 159 32 787 3657 118 101 1114 1126 930 888 126 jun rsquo03 181 148 125 25 227 1162 39 42 1117 469 870 800 94 jul rsquo03 128 88 77 15 73 395 13 21 1113 234 859 688 73 aug rsquo03 182 131 119 24 123 632 20 30 1115 335 910 758 81 sep rsquo03 180 145 130 26 690 3210 107 83 1112 927 939 901 92 okt rsquo03 219 191 145 29 2388 7635 246 244 1107 2706 963 953 127 nov rsquo03 247 220 161 32 2722 7231 241 276 1106 3053 972 964 111 nov rsquo02-okt rsquo03

3061 2444 148 30 25809 46307 127 2704 mdash 29965 963 943 1712

Tabel 8 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 24: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

20

Periode

Energi fra naturgaskedel

til varmtvands-

beholder

Varmtvandsforbrug

Energi fra naturgaskedel til varmeafgivelsess

ystem

Antal starter for naturgaskedel

Naturgasforbrug Udnyttelse af

naturgas Totalt

energitab

Ekskl varmetab fra varmt-vands-beholder

Inkl varmetab fra varmt-vands-beholder

kWh kWh ldag ldagper-son

kWh I alt Pr dag m3 kWhm3 kWh kWh

jul rsquo03 163 130 89 22 0 298 10 20 1113 223 731 583 93 aug rsquo03 187 156 143 36 113 1005 32 36 1115 401 748 671 132 sep rsquo03 206 180 157 39 678 4383 146 99 1112 1101 803 779 243 okt rsquo03 310 283 211 53 1991 6938 224 250 1107 2765 832 822 491 nov rsquo03 213 186 145 36 2253 8884 296 274 1106 3031 814 805 592 jul-nov rsquo03

1079 935 149 37 5035 21508 141 679 mdash 7521 813 794 1551

Tabel 9 Maringlte varmtvandsforbrug rumopvarmningsbehov og naturgasforbrug for det ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 25: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

21

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug OlieVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 13 Maringlte energistoslashrrelser for oliefyrsanlaeliggget i Virum

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03

augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 14 Maringlte energistoslashrrelser for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 26: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

junirsquo03

juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

En

erg

i [k

Wh

md

r]

Energiforbrug GasVarmebehovVarmtvandsforbrug

Figur 15 Maringlte energistoslashrrelser for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

300

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 16 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for oliefyrsanlaeliggget i Virum

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 27: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

23

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

jan rsquo03 febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

2

4

6

8

10

12

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 17 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

0

50

100

150

200

250

novrsquo02

decrsquo02

janrsquo03

febrsquo03

marrsquo03

aprrsquo03

maj rsquo03

juni rsquo03 juli rsquo03 augrsquo03

seprsquo03

oktrsquo03

novrsquo03

Var

mtv

and

sfo

rbru

g [

ldag

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tap

pet

en

erg

i [k

Wh

dag

]

ldagkWhdag

Figur 18 Maringlte gennemsnitlige varmtvandsforbrug og tappede energimaeligngder pr dag for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg i Soslashborg

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 28: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

24

Figur 19 viser for de to naturgaskedelanlaeligg varmtvandsbeholderens maringnedlige varmetab som funktion af det maringnedlige varmtvandsforbrug Som forventet er varmetabet fra varmtvands-beholderen paring 160 l i huset med den kondenserende naturgaskedel i gennemsnit noget stoslashrre end varmetabet fra varmtvandsbeholderen paring 110 l i huset med den ikke-kondenserende naturgaskedel Det ses at beholdertabet varierer noget fra maringned til maringned Varmetabet er mindre om sommeren end om vinteren Det skyldes at varmtvandsforbruget er mindst om sommeren saringledes at antallet af gange pr dag der overfoslashres varme til beholderen er mindst om sommeren Herved bliver varmetabet fra roslashrene mellem kedel og beholder reduceret En del af dette roslashrtab er inkluderet i beholdertabet Derudover er beholderens omgivelsestemperatur lidt hoslashjere om sommeren end om vinteren Figur 20 viser for de tre anlaeligg maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale maringnedlige energibehov det vil sige rumopvarmningsforbrug plus varmtvandsforbrug Udnyttelsen er bestemt inklusive varmtvandsbeholderens varmetab Det ses at udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger staeligrkt af det totale energibehov Jo stoslashrre energibehovet er des stoslashrre er udnyttelsen Udnyttelsen er altsaring hoslashj i vinterperioden og lav i sommerperioden Kun i et af husene er der eacuten maringned helt uden rumopvarmningsbehov Om sommeren er udnyttelsen placeret i intervallet fra 58 til 90 Udnyttelsen om sommeren ville have vaeligret lavere hvis der havde vaeligret flere maringneder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen er som forventet noget hoslashjere for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg end for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget Udnyttelsen for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg er noget lavere end for oliefyrsanlaeliggget Det boslashr bemaeligrkes at resultaterne ville have vaeligret anderledes hvis der var maringlt paring andre ikke-kondenserende naturgaskedler og oliefyr Udnyttelsen for de bedste ikke-kondenserende naturgaskedler er paring hoslashjde med udnyttelsen for de bedste oliefyr Det totale maringnedlige energitab defineret som olie-naturgasforbruget minus det totale energibehov er vist i figur 21 som funktion af det totale maringnedlige energibehov for de tre huse Det totale energitab foroslashges naringr det totale energibehov vokser Ved skaeligring med y-aksen paring figur 21 haves det omtrentlige tomgangstab ndash dertil laeliggges roslashggastabet som er proportionalt den indfyrede energimaeligngde Energitabet foroslashges derfor staeligrkt for voksende energibehov for det ikke-kondenserende naturgaskedelanlaeligg og for oliefyrsanlaeliggget som har et roslashggastab paring 8-10 For det kondenserende naturgaskedelanlaeligg foroslashges energitabet ikke saring staeligrkt for voksende energibehov som for de to andre anlaeligg da roslashggastabet for denne kedeltype er meget mindre Det totale energitab afhaelignger noget af temperaturniveauet i varmeafgivelsessystemet Jo hoslashjere temperaturniveauet er des stoslashrre er energitabet Det maringnedlige totale energitab for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg varierer fra maringned til maringned i vinterperioden Aringrsagen til variationerne er at husets gulvvarmeanlaeligg foslashrst blev taget i brug i februar 2003 Anvendelsen af dette anlaeligg reducerer varmeafgivelsessystemets temperatur saring meget at kondensationsmuligheden i naturgaskedlen udnyttes Dette var ikke tilfaeligldet i den foslashrste del af maringleperioden Energitabene er forholdsvis store De totale energitab i de 5 sommermaringneder maj-september er 952 kWh for oliefyrsanlaeliggget og 466 kWh for det kondenserende naturgaskedelanlaeligg Paring basis af maringlingerne vurderes det at energitabet for det ikke kondenserende naturgaskedel-anlaeligg er ca 1000 kWh i de 5 sommermaringneder Disse sommertab er af stor betydning i forbindelse med vurdering af energibesparelsespotentialet for solvarmeanlaeligg idet

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 29: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

25

solvarmeanlaeligg muliggoslashr at oliefyretnaturgaskedlen kan slukkes i de 5 sommermaringneder Det er dog en forudsaeligtning for at slukke kedlen i sommermaringnederne at solvarmeanlaeliggget baringde kan forestaring rumopvarmning og opvarmning af brugsvand Maringlingerne viser at der er et rumvarmebehov henover sommeren

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350

Varmtvandsforbrug [kWhmdr]

Var

mtv

and

sbeh

old

eren

s va

rmet

ab [

kWh

md

r]

Ikke kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Kondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 19 Maringnedlige varmetab fra varmtvandsbeholderen som funktion af varmt-vandsforbruget for de to naturgaskedelanlaeligg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

Ud

nyt

tels

e af

olie

nat

urg

as [

]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 20 Maringnedlige udnyttelser af olienaturgas som funktion af det totale energi-behov for de tre anlaeligg

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 30: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

26

0

100

200

300

400

500

600

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Totalt energibehov [kWhmdr]

To

talt

en

erg

itab

[kW

hm

dr]

OliefyrsanlaeliggIkke kondenserende naturgaskedelanlaeliggKondenserende naturgaskedelanlaeligg

Figur 21 Maringnedlige totale energitab som funktion af det totale energibehov for de tre anlaeligg

6 BEREGNING AF SOMMERVIRKNINGSGRAD

61 Simpel beregningsmodel

Som vist i de foregaringende afsnit afhaelignger sommervirkningsgraden bla af varmtvandsbehovet kedlens og beholderens varmetab og kedlens roslashggastab Lidt simplificeret kan sommervirkningsgraden beskrives ved hjaeliglp af foslashlgende model [14]

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghw

summerhwavghw

tIFTSBYT

TPP

tPningsgradSommervirk

)()(

)(sdot

sdotsdot∆+

∆+

sdot=

η

Phwavg [kW] Gennemsnitlig netto varmtvandseffekt (baseret paring et gennemsnitligt

dagligt netto varmtvandsforbrug) Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder ηfullnom [] Kedelvirkningsgrad ved nominel ydelse thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 31: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

27

Fhwb [-] Faktor for afkoslashling af kedlen mellem braelignderstarterne i sommerperioden

∆Thw Forskel mellem beholder og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift og

omgivelsestemperatur Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderen Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i den faeliglleseuropaeligiske beregningsmodel BOILSIM [15] For overskuelighedens skyld udelades finesser omkring kedlernes styring pumpeefterloslashb mv En mere udfoslashrlig beskrivelse af modellen og de enkelte parametre er givet i appendiks 1 Grundlaeligggende for modellen er at der forligger data af god kvalitet for kedelvirkningsgraden og varme-tomgangstab for beholder og kedel I Danmark vil det oftest vaeligre muligt at skaffe disse data fra laboratoriemaringlinger Dernaeligst maring man kende lidt til den aktuelle kedelinstallations drift Det vil sige beholder- kedel- og omgivelsestemperaturer samt lidt om kedlens evne til at afkoslashle mellem braelignder-starterne Hvis kedlen kan koslashle af mellem braelignderstarterne reduceres tomgangstabet vaeligsentligt Mange oliefyrede kedler opererer ved konstant kedeltemperatur og kan ikke koslashle af Det kan de lette gaskedler til gengaeligld Hvor meget de koslashler af afhaelignger dels af kedlernes tidskonstant dels af driftsforholdene ndash dvs hvor ofte braelignderen starter for at varme kedlerne op I model-len er dette forhold taget med i form af faktoren Fhwb En kedel med konstant kedeltemperatur vil have en faktor Fhwb=1 hvor faktoren for kedler med afkoslashling typisk vil ligge mellem 03 og 06 I forbindelse med in-situ maringlinger kan der laves en komprimeret varmtvandstest for at fast-laeliggge kedelinstallationens aktuelle driftsparametre se appendiks 2

62 Beregnede sommervirkningsgrader for olie- og gaskedler

I det foslashlgende er sommervirkningsgraden beregnet med den simple beregningsmodel for 3 forskellige kedeltyper under forskellige driftsforhold 1) Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring 2) Traditionel gasfyret kedel 3) Kondenserende gasfyret kedel Beregningerne er vedlagt i appendiks 3 Grafer for forskellige driftssituationer praeligsenteres i det foslashlgende

621 Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Paring figur 22 ses grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC Endelig er vist en situation hvor roslashggas-

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 32: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

28

tabet er 5 hoslashjere end i normalsituationen fx paring grund af daringrlig indstilling af braelignderen Der er forudsat en opvarmning af brugsvandet paring 30 K Figuren viser hvor stor indvirkning temperaturniveauerne i kedelbeholder og omgivelserne har paring sommervirkningsgraden Kedlens roslashggastab er heller ikke uvaeligsentligt Begge forhold boslashr registreres ved maringling af kedeleffektiviteter in-situ

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation

Lav temperatur (-20degC)

Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 22 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring

Figur 23 viser energitabet defineret som energiforbruget minus varmtvandsforbruget i sommerperioden maj-september for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for oliefyrsinstallationen i enfamiliehuset i Virum var 952 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 211 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 500 kWh til 1400 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC)Hoslashjt roslashggastab (+5)

Figur 23 Sommertab for 3 driftssituationer for en oliefyret kedel med konstant-temperaturstyring

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 33: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

29

622 Traditionel gasfyret kedel

Figur 24 viser grafer for 3 situationer I den normale situation har beholderen et hoslashjt saeligtpunkt (65degC) og kedeltemperaturen vil vaeligre tilsvarende hoslashj I situationen med lav temperatur er beholderens saeligtpunkt saelignket 20degC I begge tilfaeliglde er anlaeliggget fint tilpasset og faktoren for afkoslashling er Fhwb=03 I den tredje situation er faktoren for afkoslashling Fhwb=06 Den hoslashje Fhwb ndash faktor kan skyldes forkert placering af beholderfoslashler eller lille hysterese som faringr kedlen til at starte hyppigt Med de hyppige starter faringr kedlen ikke tid til at koslashle af i samme omfang som i normalsituationen Det samme billede farings hvis kedlen er en lidt tungere type med stoslashrre varmekapacitet Registrering af fx braelignderstarter pr doslashgn vil give en fin fornemmelse af hvordan et varmtvandsanlaeligg koslashrer i praksis Figur 25 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Energitabet i sommerperioden for den ikke-kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg skoslashnnes at vaeligre 1000 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug skoslashnnes at vaeligre 130 l i sommerperioden Det maringlte energitab er noget stoslashrre end de beregnede energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 300 kWh til 1000 kWh Forklaringen paring det hoslashje maringlte energitab kan vaeligre at der selv i sommer-perioden har vaeligret et rumopvarmningsbehov som kedlen kun kan daeligkke med et stort energitab

00100200300400500600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 24 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 34: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

30

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 25 Sommertab for 3 driftssituationer for en traditionel gasfyret kedel

623 Kondenserende gasfyret kedel

Figur 26 viser de samme situationer som for den traditionelle gasfyrede kedel Men roslashggas-sens dugpunkt slaringr igennem naringr situationen med lav temperatur betragtes Som naeligvnt har kedlernes moduleringsstrategi indflydelse paring virkningsgraden i praksis Der kan med fordel opsamles kondens under maringling in-situ for at dokumentere kedlens drift under ladning af beholder

00100200300400500

600700800900

1000

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

So

mm

erv

irkn

ing

sgra

d [

]

Normal situation(F_hwb=03)

Lav temperatur (-20degC F_hwb=03)

Mange starter(F_hwb=06)

Figur 26 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

Figur 27 viser energitabet i sommerperioden for de tre situationer Det maringlte energitab i sommerperioden for den kondenserende naturgaskedelinstallation i enfamiliehuset i Soslashborg

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 35: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

31

var 466 kWh og det gennemsnitlige daglige varmtvandsforbrug var 122 l i sommerperioden Der er en god overensstemmelse mellem maringlt og beregnet energitab Det beregnede energitab i sommerperioden er beliggende i intervallet fra 200 kWh til 800 kWh

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 70 140 210 280 350 420 490

Gennemsnitligt dagligt varmtvandsforbrug [ldag]

En

erg

itab

maj

-sep

tem

ber

(in

kl)

[kW

h]

0 01 02 03 04 05 06 07

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug [kW]

NormalLavtemperatur (-20degC F_hwb=03)Mange starter (F_hwb=06)

Figur 27 Sommertab for 3 driftssituationer for en kondenserende gasfyret kedel

63 Regneark med beregningsmodel

Der er lavet et regneark med beregningsmodellen hvor sommervirkningsgraden kan beregnes for forskellige kedler og driftsforhold De bagvedliggende data for kedlerne er baseret paring skoslashn af de paring markedet vaeligrende kedler og typiske tab for de paringgaeligldende typer Et skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet ses paring figur 28

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 36: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

32

Figur 28 Skaeligrmbillede fra beregningsprogrammet

Beregning af sommervirkningsgrad for villakedlerIndtast vaeligrdier i de gule felter - markeacuter kedeltype beholdertype og -temperatur i rubrikkerneBaseret paring model fra Notat - vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelseKedel

Kedeltype

Faktor for varmetab F_hwb -

---------gtgtBeholder

Beholdertype

Varmtvandsforbrug og moslashnster

Beholdertemperatur T_hw degC

Rumtemperatur T_room degC 20

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 05Netto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 4380Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer dagearingr 120Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880

Resultat

Fuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 098DIN tomgangstab SBY_DIN kW 011Nominel ydelse P_nom kW 20

Faktor for varmetab F_hwb - 05

Varmetab fra beholder mv P_hwstloss kW 007

Netto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 1440Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1851Sommervirkningsgrad 778

Oliefyret kedel kondenserende GodOliefyret kedel traditionel GodOliefyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel traditionel GodGasfyret kedel traditionel NormalGasfyret kedel kondenserende GodGasfyret kedel kondenserende NormalTast din egen kedel ind

110 l

60 l

Tast din egen beholder ind

45degC

55degC

65degC

Standard

Tast selv din faktor ind

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 37: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

33

7 KONKLUSION

Undersoslashgelser af udnyttelsen af olie for nye oliefyrsinstallationer og af udnyttelsen af natur-gas for nye naturgaskedelinstallationer blev gennemfoslashrt baringde i form af langtidsmaringlinger i enfamiliehuse og i form af teoretiske beregninger Undersoslashgelserne viste at udnyttelsen af olie og naturgas afhaelignger staeligrkt af husenes energi-behov Varmetab fra kedel og beholder skal daeligkkes af indfyret gasolie lige meget om der er et energibehov eller ej Udnyttelsen er saringledes lille i sommerperioder uden rumopvarmnings-behov stoslashrre i sommerperioder med rumopvarmningsbehov og stoslashrst om vinteren Udnyttelsen afhaelignger ogsaring af kedlen Variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for 20 markedsfoslashrte oliekedler 8 traditionelle naturgaskedler og 10 kondenserende naturgaskedler fremgaringr af tabel 10 for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh Beregningerne for naturgaskedlerne er baseret paring varmtvandstest foretaget i laboratoriet For oliekedlerne er der tale om en simplere beregningsmetode som dog tager reelle roslashggastab og stilstandstab for kedlerne i betragtning Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 22 - 36 40 - 58 Traditionelle naturgaskedler 39 - 59 59 - 76 Kondenserende naturgaskedler 47 - 67 67 - 81 Tabel 10 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for markedsfoslashrte kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov Udnyttelsen af olienaturgas afhaelignger desuden af installationsforholdene Tabel 11 viser variationerne af beregnede udnyttelser for sommerperioder uden rumopvarmningsbehov for en typisk oliekedel en typisk traditionel naturgaskedel og en typisk kondenserende naturgaskedel for aringrlige varmtvandsforbrug paring henholdsvis 1000 kWh og 2500 kWh For naturgaskedlerne fremkommer variationerne paring grund af forskellige antal starter og drifttemperaturniveauer For oliefyret fremkommer variationerne paring grund af forskellige roslashggastab og drifttemperaturniveauer Varmtvandsforbrug Kedel

1000 kWharingr 2500 kWharingr

Oliekedel 29 - 45 48 - 65 Traditionel naturgaskedel 36 - 56 57 - 74 Kondenserende naturgaskedel 38 - 59 58 - 79 Tabel 11 Beregnede udnyttelser af olienaturgas for typiske kedler i sommerperioder uden rumopvarmningsbehov

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 38: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

34

Maringlte variationer af udnyttelsen af olienaturgas for de i praksis undersoslashgte fyrkedler fremgaringr af tabel 12 Periode Kedel

Sommerperiode uden

rumvarmeforbrug

Sommerperiode med rumvarmeforbrug

Vinterperiode

Oliekedel Ingen maringlinger 62 - 75 84 - 88 Traditionel naturgaskedel 58 67 - 78 80 - 82 Kondenserende naturgaskedel

Ingen maringlinger 69 - 90 94 - 98

Tabel 12 Maringlte udnyttelser af olienaturgas for de undersoslashgte fyrkedler For den oliefyrede kedel er det aringrlige varmtvandsbehov maringlt til 4041 kWh og for den kondenserende naturgaskedel er det maringlt til 3061 kWh Det er en del over det gennemsnit paring ca 1800 kWh som en gennemgang af tidligere undersoslashgelser kommer frem til Som det fremgaringr af tabel 10 11 og 12 medfoslashrer de mange forskellige parametre som udnyttelsesgraden afhaelignger af en stor variation i samme Der er i projektet lavet et regneark der kan vaeligre med til at give et overblik over parametrene og som paring baggrund af nogle faring input data om installation og drift giver et rimeligt estimat for udnyttelsesgraden Energitabet i maringnederne maj-september har afgoslashrende betydning for energibesparelsen for solvarmeanlaeligg Dette energitab afhaelignger af varmtvandsforbrugets og rumopvarmnings-behovets stoslashrrelse af kedeltype og af installation og indstilling af braelignderenkedlen Typiske stoslashrrelser for energitabet er 500 kWh for kondenserende naturgaskedelinstallationer og 1000 kWh for oliefyrs- og ikke-kondenserende naturgaskedelinstallationer

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 39: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

35

REFERENCER

[1] rdquoYdelser og erfaringer med 31 solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Svend

Erik Mikkelsen Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Rapport nr 86-1 februar 1986

[2] rdquoYdelser og erfaringer fra 9 smaring low flow solvarmeanlaeligg til brugsvandsopvarmningrdquo Simon Furbo Laboratoriet for Varmeisolering Danmarks Tekniske Hoslashjskole Meddelelse nr 224 januar 1992

[3] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlingerrdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Inge-Lise Clausen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1993

[4] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det andet aringrs maringlinger Sjaeligllandrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[5] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det foslashrste aringrs maringlinger JyllandFynrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1994

[6] rdquoSolskin kan man altid findehellipEn rapport om solvarmeanlaeligg til elvarmekunderrdquo De 13 Elforsyninger marts 1994

[7] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra andet aringrs maringlingerrdquo William Otto og Jan Erik Nielsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1995

[8] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det tredje aringrs maringlinger 1994rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut januar 1996

[9] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det fjerde aringrs maringlinger 1995rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut februar 1996

[10] rdquoYdelsesstatistik for mindre brugsvandsanlaeligg minus erfaringer fra det femte aringrs maringlinger 1996rdquo William Otto Jan Erik Nielsen og Trine Dalsgaard Jacobsen Proslashvestationen for Solenergi Teknologisk Institut marts 1997

[11] rdquoUdredning vedroslashrende energieffektive oliefyringsanlaeligg rdquo Teknologisk Institut 1998 Teknologisk Institut juni 2002

[12] rdquoOpdatering af liste for energieffektive oliefyrede kedlerrdquo Teknologisk Institut juni 2002

[13] rdquoAnnual efficiency calculation method for domestic boilersrdquo SAVE Contract XVII4103193-008 Project co-ordinator DGC Denmark 1996

[14] rdquoEstimation of energy savings by replacement of fuel oil and gas boilersrdquo SAVE Contract XVII41031D97-072 Project co-ordinator DTI Denmark 1999

[15] Energy consumption calculation method for domestic hot water and combined systemsrdquo SAVE Contract XVII41031Z97-048 Project co-ordinator GASTEC

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 40: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

36

The Netherlands 2000

[16] Forskellige maringlerapporter Teknologisk Institut 2002

[17] Testing Procedures for the Determination of Annual Efficiency and Annual Emissions of Domestic Boilers DGC 1993

[18] ElGas-Teknologihus Hovedrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-070-4 1995

[19] ElGas-Teknologihus Husholdningsapparater delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87- 7795-054-02 1994

[20] ElGas-Teknologihus Varme- og ventilationsanlaeligg delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-040-2 1994

[21] ElGas-Teknologihus Maringlerapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-87-7795-039-9 1994

[22] ElGas-Teknologihus Energi og miljoslash delrapport Naturgas Sjaeliglland NVE DGC og SEAS ISBN 87-7795-056-9 1994

[23] httpwwwdongdk

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 41: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

37

Appendiks 1 Vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse I det foslashlgende gennemgarings en simpel varmtvandsmodel og vaeligsentlige parametre for sommervirkningsgradens stoslashrrelse En simpel beregningsmodel

Sommervirkningsgraderne for oliefyrede kedler er beregnet vha af en simpel varmtvandsmodel Modellen er i substans bygget op som varmtvandsmodellen i BOILSIM men er mere overskuelig og derfor nyttig til demonstration af forskellige parametres indflydelse paring sommervirkningsgraden (se formel 1 og 2) Formel 1

summerhwhwbhwbhgDINavghgnomfull

hwlosssthwavghwsummerhw tIFTSBY

T

TPPQ

∆+

∆+=

η

Formel 2

summerhw

summerhwavghw

Q

tPningsgradSommervirk

=

Phwavg [kW] Gennemsnitlige netto varmtvandsforbrug Phwstloss [kW] Varmetab fra varmtvandsbeholder eller veksler ηfullnom [] Den nominelle kedelvirkningsgrad I den komplette BOILSIM model beregnes

virkningsgraden udfra det givne temperatursaeligt og med hensyn til onoff drift BOILSIM kan ogsaring haringndtere modulerende kedler

thwsummer [h] Sommerperiodens laeligngde SBYDIN [kW] Kedlens tomgangsforbrug Fhwb [-] Faktor for varmetab i sommerperioden Faktoren korrigerer for hvis kedlen ikke er varm hele

tiden (kan koslashle af mellem braelignderstarter) ∆Thw Forskel mellem beholdertemperatur og omgivelsestemperatur Thgavg Gennemsnitlig kedeltemperatur under nominel drift ∆Thg Forskel mellem kedeltemperatur og omgivelsestemperatur under nominel drift Ihwb Estimat for off-tiden for termostaten i varmtvandsbeholderenveksleren

Det er muligt ved hjaeliglp af enkle maringlinger og beregninger at bestemme de noslashdvendige parametre i modellen Nettovarmtvandsforbrug Som det har vaeligret vist er sommervirkningsgraden afhaeligngig af netto varmtvandsforbruget I modellen er det aringrlige varmtvandsbehov omsat til en varmtvandseffekt (eksempel et aringrligt varmtvandsforbrug paring 2500 kWh svarer til en varmtvandseffekt paring 0285 kW) Beholdertab Beholdertabet som indgaringr i modellen er afhaeligngigt af hvor godt beholderen er isoleret og temperaturforskellen mellem vandet i beholderen (beholderens saeligtpunkt) og omgivelserne Ved sammenligning af sommervirkningsgrader boslashr resultaterne omregnes til samme temperaturforskel (saeligtpunkt)

nomout

hwlosssthwavghwnomouthwb P

TPPPI

)( ∆+minus=

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 42: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

38

Kedelvirkningsgrad I modellen indgaringr kedlens virkningsgrad naringr beholderen lades Virkningsgraden er afhaeligngig af den gennemsnitlige kedeltemperatur For modulerende gaskedler starter braelignderen typisk ved eacuten effekt og modulerer efter et stykke tid til en anden effekt Der findes forskellige moduleringsstrategier Der kan for traditionelle modulerende gaskedler vaeligre stor forskel paring roslashggastabet i moduleringsomraringdet (5-6) For kondenserende kedler kan moduleringsstrategien ogsaring have betydning ndash desuden er beholdersaeligtpunktet afgoslashrende for om kedlen kondenserer For kedler med trykforstoslashvningsbraeligndergasblaeligseluftbraelignder har braelignderindstillingen ligeledes betydning for kedlens virkningsgrad Kedlens tomgangstab Kedlens tomgangsforbrug daeligkker de tab der er ved at holde kedlen varm ved en fast temperatur Tabet er afhaeligngigt af temperaturforskellen mellem kedel- og omgivelsestemperatur Faktor for kedelafkoslashling For den typiske oliefyrede kedel som holdes varm ved en konstant temperatur under drift er faktoren Fhwb=1 For gasfyrede kedler der typisk koslashler af mellem braelignderstarterne vil faktoren vaeligre mellem 0 og 1 Faktorens stoslashrrelse er bla afhaeligngig af hvornaringr braelignderen starter og kedlens varmekapacitet (tidskonstant) Braelignderens startmoslashnster kan beregnes for forskellige tappeprogrammer vha en simpel beholdermodel Udover tappeprogrammets sammensaeligtning saring har beholdertermostatens hysterese (hvor meget vand der kan tappes inden termostaten kalder paring varme) ogsaring indflydelse Paring figur 11 ses Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

F_hwb-factor for et givet tappeprogram

0

02

04

06

08

1

0 10 20 30 40

Antal starter pr dag

F_h

wb

tau=1000

tau=2000

tau=4000

tau=8000

tau=16000

Figur 11 Fhwb-faktoren som funktion af antal starter pr dag for forskellige tidskonstanter

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 43: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

39

Appendiks 2 En komprimeret varmtvandstest for maringling in-situ CNC 2811-2003 fildmwtadmw_docs1059173327480_Appendiks xCdoc Formaringlet med at lave en simpel varmtvandstest er at finde en raeligkke ekstra parametre som kan vaeligre med til at forklare den virkningsgrad vi faringr De ekstra parametre er bull Frem- og returtemperatur i roslashr mellem kedel og beholder under tapning bull Beholdertemperaturen (temperaturen ved start af tapning) bull Hysterese for beholder bull Leveret effekt til beholderen Kender vi temperaturniveauerne on-site er det lettere at sammenligne med tabene maringlt i laboratoriet On-site skal der bruges foslashlgende instrumenter - 2 spande af 10 liter med markeringstreg for hver liter (typisk murerspand) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Energimaringler med temperaturaflaeligsning mellem kedel og beholder (er monteret) - Stopur Proceduren er 1) Kedlen saeligttes til sommer-drift 2) Beholdertermostaten skrues helt ned (for at undgaring at kedlen starter) 3) Der findes et tappested taeligt paring kedlen 4) Der laves en indledende tapning hvor ca 2 gange beholderens volumen tappes (=kold beholder) Under

denne indledende tapning indreguleres flowet til ca 12 litermin vha spandstopur eller flowenergimaringler 5) Kedeltermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren 6) Beholdertermostaten saeligttes herefter som aftalt med leverandoslashren og opvarmning af beholderen starter 7) Naringr beholdertermostaten slaringr fra startes tapningen ned i en af de tomme spande (hvis samlet vandmaeligngde

kan maringles med energimaringler er det ogsaring en mulighed) Naringr beholdertermostaten igen kalder paring varme stoppes tapningen

8) Naringr beholdertermostaten slaringr fra gentages proceduren under punkt 7) indtil der er foretaget i alt 3 tapninger For hver af de 3 tapninger registreres jf punkt 7 - Det tappede volumen (hysteresen) [l] - Den tappede energi [kWh] - Max tappetemperatur (ved start af tapning) - Gennemsnitlig tappetemperatur For hver af de 3 beholderopvarmninger (naringr beholder termostaten kalder paring varme) registreres - Den leverede energi til beholderen [kWh] - Tappetiden [s] - Gennemsnitlig returtemperatur til kedel fra beholder - Gennemsnitlig fremloslashbstemperatur fra kedel til beholder Det er maringske i praksis svaeligrt at faring en gennemsnitsvaeligrdi for temperaturerne ud af energimaringlerne men i saring fald vil det vaeligre OK med 1-2 aflaeligsninger under hver tapning

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 44: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

40

Appendiks 3 Data og beregning

Oliefyret kedel med konstanttemperaturstyring Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1054 1365 1676 1986 2297 2608Sommervirkningsgrad 273 422 516 580 627 663

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 693 1002 1310 1619 1927 2236Sommervirkningsgrad 415 575 659 712 747 773

Boiler data Hoslashjt roslashgtabFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 087 087 087 087 087 087

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 016 016 016 016 016 016

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 1 1 1 1 1 1

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 1118 1447 1776 2104 2433 2762Sommervirkningsgrad 258 398 487 547 592 626

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 45: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

41

Traditionel gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 754 1067 1379 1692 2004 2316Sommervirkningsgrad 382 540 626 681 719 746

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 093 093 093 093 093 093

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 533 842 1152 1461 1770 2080Sommervirkningsgrad 540 684 750 788 813 831

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 092 092 092 092 092 092

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 883 1194 1506 1818 2130 2441Sommervirkningsgrad 326 482 574 634 676 708

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 46: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

42

Kondenserende gasfyret kedel Boiler data NormalFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 722 1018 1315 1611 1907 2203Sommervirkningsgrad 399 566 657 715 755 784

Boiler data Lav temperaturFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 102 102 102 102 102 102

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 008 008 008 008 008 008

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 03 03 03 03 03 03

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 005 005 005 005 005 005

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 492 774 1056 1338 1620 1902Sommervirkningsgrad 585 744 818 861 889 908

Boiler data Mange starterFuldlast virkningsgrad eta_full_nom - 097 097 097 097 097 097

DIN tomgangstab SBY_DIN kW 015 015 015 015 015 015

Nominel ydelse P_nom kW 20 20 20 20 20 20

Boiler hot water dataFaktor for varmetab F_hwb - 06 06 06 06 06 06

Hot water dataNetto varmtvandsbehov aringrligt Q_hwnetann 876 1752 2628 3504 4380 5256

Gennemsnitligt netto varmtvandsforbrug P_hw avg kW 01 02 03 04 05 06

Varmetab fra beholder mv P_hw stloss kW 01 01 01 01 01 01

Sommerperioden (udenfor fyringssaeligson) t_hwsummer haringr 2880 2880 2880 2880 2880 2880

CalculationsNetto varmtvandsforbrug i sommerperioden Q_hwnetsummer kWh 288 576 864 1152 1440 1728

Braeligndselsforbrug i sommerperioden Q_hwsummer kWh 850 1146 1442 1737 2033 2328Sommervirkningsgrad 339 503 599 663 708 742

43

Page 47: Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuseorbit.dtu.dk/files/2921478/byg-r072.pdf · 1 FORORD Denne rapport sammenfatter tidligere gennemførte undersøgelser

43