Energirigtig systemintegration i varmeanlæg

Senest opdateret d. 13/4-2012
FORCE Technology
Resultatkontrakt 2013-2015 under temaerne Produktionsteknologi og Energi
Jens Roedsted
Direktør for Marked og Innovation

Udviklingen i energiforbrug til opvarmning af bygninger er faldende pga. energieffektivisering af klimaskærmen, men der har ikke været en tilsvarende helhedsorienteret udvikling inden for varmeanlæg. Vi vil udvikle en simulator for et komplet varmeanlæg for at igangsætte nytækning inden for den samlede branche. Og sikre, at ombygninger og daglige optimering af varmeanlæg hele tiden opfylder de ændrede behov for energieffektivisering. Simulatorens brugerflade udvikles som en webbaseret service, og den skal bl.a. bruges til traditionel kursusvirksomhed, til e-learning og digital rådgivning på distancen.

ENERGIRIGTIG SYSTEMINTEGRATION I VARMEANLÆG

Institut: FORCE Technology

Kontaktperson: Jens Roedsted

Ny viden og serviceydelser
Udviklingen i energiforbrug til opvarmning af bygninger er faldende pga. energieffektivisering af klimaskærmen, men der har ikke været en tilsvarende helhedsorienteret udvikling indenfor varmeanlæg, hvor energieffektiviseringen har været drevet af producenternes udvikling af enkeltkomponenter som pumper, ventiler og automatik på komponentniveau. Denne manglende energirigtige systemintegration har forhindret branchen i at realisere det samlede potentialet for elbesparelse i forbindelse med renovering af bygningsmassen.
Målet med aktiviteten er at udvikle en simulator for et komplet varmeanlæg for at dokumentere såvel stationære forhold ved dimensionering som dynamiske forhold ved regulering, som kan virke som katalysator for den nødvendige nytækning for den samlede branche og sikre at ombygninger og daglige optimering af varmeanlæg hele tiden opfylder de ændrede behov som følge af energieffektiviseringen af klimaskærmen. Potentialet er at reducere flow og elforbrug til pumpedrift i varmeanlæg og som en afledt effekt at opnå en lavere returtemperatur til gavn for fjernvarmeforsyning og kondenserende kedeldrift, samt at reducere varmetab fra rør.
Simulatoren skal være grundlaget for den nødvendige videndeling blandt aktører med forskellige videnmæssige udgangspunkter og forretningsmæssige interesser, som er nødvendig for at opnå en optimal systemintegration.
Simulatorens brugerflade udvikles som en webbaseret service, så de enkelte aktører kan få adgang til forskellige versioner med fokus på forskellige funktioner og på forskellige lokationer. Simulatoren skal bruges til traditionel kursusvirksomhed og til e-learning, digital rådgivning på distancen og til kundespecifik rådgivning.
Kursusvirksomhed vil omfatte differentierede kurser rettet mod producenter, installatører, rådgivere og myndigheder med fokus på de nye principper for dimensionering, installation, indregulering og drift.
Simulatoren vil være et stærk værktøj til innovation i branchen i form af produktudvikling og nye metoder, som formidles via efteruddannelse af aktører fra hele værdikæden, herunder:

  • Næste generation af cirkulationspumper og ventiler (producenter)
  • Nye metoder til dimensionering og indregulering af varmeanlæg (VVS-installatører, entreprenører og rådgivere)
  • Reduceret el- og varmeforbrug (myndigheder, fjernvarmeselskaber og bygherrer)

Centrale aktiviteter
Der skal udarbejdes en simulator for et komplet varmeanlæg til at dokumentere såvel stationære forhold ved dimensionering og dynamiske forhold ved regulering af tostrengede radiatoranlæg. Dette kræver udvikling af
dynamisk, tidsbaseret matematisk model som beskriver alle komponenter i et varmeanlæg, og som bibringer sammenhæng mellem flow, temperatur, varmeydelse og elforbrug til pumpedrift. Simulatoren skal baseres på data for aktuelle driftsforhold.
Tilsvarende skal udvikles en brugerflade som sikre tilgængelighed for både ingeniøruddannede specialister og faguddannede håndværkere, så læringsprocessen og videnspredningen dels opfylder realistiske behov og dels sigter bredt på alle aktører med forskelligt fagligt udgangspunkt, herunder producenter, som arbejder med udvikling og afsætning, og VVS-teknikere som arbejder med dimensionering og indregulering.
En del af projektet omfatter en undersøgelse af sammenhængen imellem tryktab og reguleringsevne for ventiler med lavt flow, -  her anvendes FORCE Technologys eksisterende laboratoriefacilitet til flowmålinger.

Rationale for indsatsen
Udviklingen i energiforbrug til opvarmning af bygninger er faldende pga. energieffektivisering af klimaskærmen, men varmesystemet bestående af rørsystemer, pumper, regulering og dimensionerings-principper har ikke fulgt med denne udvikling.
Varmeanlæg har en lang levetid, som ofte svarer til levetiden af de bygninger, som anlæggene er bygget sammen med. Udfordringen er at foretage en ombygning og en løbende optimering af varmeanlæggene, så de opfylder de ændrede behov, og så energiforbruget til pumpedrift reduceres.
Den opvarmede del af bygningsbestanden i Danmark udgør ca. 1,6 mio. bygninger med et opvarmet areal på ca. 430 mio. m2. Den samlede udgift til pumpedrift for varmeanlæg udgør ca. 1 mia. kr. pr. år, - et forsigtigt skønnet besparelsespotentiale vil være 10 %, svarende til 100 mio. DKK pr. år for slutbrugerne. Dette baner vejen for et stort potentielt udskiftningsmarked for komponenter med en betydelig omsætning, som skønnes at være 500 mio. kr. Hertil kommer afledte økonomiske effekter i værdikæden ved reduceret materiale-forbrug, anvendelse i andre applikationer som gulvvarmeanlæg, varmluftanlæg og køleanlæg, samt muligheder for at eksportere produkter og viden.
Målgruppen udgøres af aktører i en komplet værdikæde fra producenter af komponenter til bygherrer som driver varmeanlæggene og opnår en energibesparelse.

  • Producenter af pumper, ventiler og automatik
  • VVS-grossister
  • Brancheorganisationer for installatører, entreprenører og rådgivere
  • Myndigheder (Bygningsreglement 2015 og 2020)
  • Bygherrer

Leverandører i producent-, grossist-, rådgivnings- og udførelsesleddet vil opnå en ny eller forøget omsætning indenfor energieffektivisering af varmeanlæg. Myndigheder vil modtage et nyt grundlag til brug for kommende revisioner af bygningsreglementet, og Bygherrerne vil opnå reducerede udgifter til drift af varmeanlæg.

Mulige samarbejdspartnere
Der skal samarbejdes med DTU MEK om matematiske modeller for varmesimulatoren. Brugerfladen skal udvikles og programmeres efter evidensbaserede principper og med en høj grad af grafisk formidling, og vil inddrage Human Factor kompetencer på FORCE Technology.

16 kommentarer

Herunder er indlæg og kommentarer fra interessenter på aktiviteter og aktivitetsforslag.

Jacob Steen Harbo
Tirsdag d. 15/5-12 kl. 15:37

Her i Hvidovre kommunes - ejendomsafdeling, oplever gentagende gange at det er vanskling for vores blikkenslagere, CTS - folk mv. at få et energirigtigt samspil mellem de efterhåmden mange nye komponenter et varmeanlæg bestykkes med. Så ovennævente projekt vil kunne lette vores arbejde i at optimere varmeanlæggene på kommunens ejendomme.

Kh Jacob Steen Harbo

Svend Svendsen
Onsdag d. 16/5-12 kl. 00:16

DTU Byg arbejder med udvikling af fremtidens lavtemperaturvarmeanlæg til lavenergihuse og de meget små varmebehov der er brug for i fremtiden vil kunne levers med vandbårne varmeanlæg med meget lile vandstrøm
Der er derfor gode mulighede for at udvikle bedre varmeanlæg, men der er behov for detaljerede simuleringsmodeller af anlæggene til brug for udvikling og dimensionering af anlæggene.

Svend Svendsen DTUBYG

Lars Rasmussen
Onsdag d. 16/5-12 kl. 11:45

Som aktør i CTS branchen oplever vi ofte at sammenhænget mellem vandmængder og temperaturer i varmeanlæg, ofte ikke bliver vurderet på et oplyst grundlag. Det gør sig gældende både når anlæg bygges om med nye forsyningskilder og ved nye anlæg.
Ofte ses at anlæg bliver energi renoveret med enkelt stående komponenter, og ikke sat ind i en helhed. Der er derfor behov for at få belyst området i en sammenhæng, så energi tiltag bliver udnyttet optimalt.

Lars Rasmussen H&N Technology

Henrik Mørkeberg
Onsdag d. 16/5-12 kl. 17:37

Dragør Kommune har de sidste par år været i gang med at renovere de energitekniske instalaltioner i kommunens skoler og daginst., og vi har set mange eksempler på at samspillet mellem komponenterne i varme, ventilations og brugsvandssystemerne ikke fungerer optimalt, ofte fordi der er valgt standardløsninger som ikke er tilrettet det enkelte projekt. Der er i høj grad brug for at få igangsat en nytænkning inden for området, så de mange forskellige komponenter bliver vurderet i en større sammenhæng.
Venlig hilsen
Henrik Mørkeberg

Olaf bruun Jørgensen
Torsdag d. 17/5-12 kl. 15:29

Esbensen deltager løbende i udvikling af innovativt energirigtigt byggeri. I takt med de stadigt skærpede energi- og indeklimakrav til både nybyggeri og renovering bliver byggeriet mere og mere komplekst. Specielt ved renovering af eksisterende byggeri vil optimering af vandbårne varmeanlæg være et centralt tema. Det er derfor nødvendigt, at der løbende udvikles nye systemer, der kan opfylde disse krav og derfor også,at der indhentes ny viden og udvikles nye metoder til beregning, simulering og projektering af energieffektive vandbårne varmeanlæg. Nærværende projekt vil helt sikkert bidrage til en sådan udvikling.

Olaf Bruun Jørgensen, Esbensen Rådgivende Ingeniører A/S

ojh
Mandag d. 21/5-12 kl. 09:39

Tak for din kommentar.

I projektet ønsker vi blandt andet at udvikle en varmesimulator med en evidensbaseret brugerflade til efteruddannelse af faglærte håndværkere og teknikere.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

ojh
Mandag d. 21/5-12 kl. 09:49

Tak for din kommentar.

Et væsentligt element i projektet er at udvikle en web-baseret simuleringsmodel med forskellige detaljeringsniveauer, så den kan bruges til udvikling, dimensionering og efteruddannelse indenfor vandbårne varmeanlæg.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

ojh
Mandag d. 21/5-12 kl. 14:12

Tak for din kommentar.

Vi vil på bagrund af din kommentar til projektet foreslå en tjekliste for de komponenter som ved renovering og ombygning har betydning for anlæggets energieffektivitet, så der opnås en helhedsbetragtning for varmebehov og komponentdimensionering, samt for regulering af temperatur og flow.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

ojh
Mandag d. 21/5-12 kl. 14:17

Tak for din kommentar.

Vi vil overveje at udvide projektet til også at omfatte andre vandbårne systemer til opvarmning, som brugsvandsanlæg og varmeflader til ventilation.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

ojh
Mandag d. 21/5-12 kl. 14:25

Tak for din kommentar.

Vi vil på baggrund af din kommentar foreslå at der udarbejdes en projekteringsvejledning til energieffektiv renovering af vandbårne varmeanlæg, så de kan forsyne en bygning med et reduceret varmebehov.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

Søren Rise
Tirsdag d. 22/5-12 kl. 15:11

TEKNIQ Installatørernes organisation arbejder løbende med at beskrive forholdene for el og vvs installatører i fremtidens energieffektive samfund.

Vi forventer, at de tekniske installationer vil gå fra de eksisterende varmesystemer der bygger på en enekelt energikilde typisk oliefyr, gas fyr eller fjernvarme til væsentligt mere avancerede systemer som dels sikrer implementering af lavtemperatur systemer og anvendelsen af flere ligeværdige energikilder f.eks. solvarme, varmepumper, biovarmeanlæg og/eller fjernvarme.

Jeg vurderer derfor, at der for at sikre en optimal overgang fra den simple varmeinstallation til det integrede og avancerede varmesystem vil være behov for, at der udvikles en simulator, som giver alle led i installationskæden mulighed for at arbejde med fremtidens installationer endnu før der er udført i virkeligeheden for dermed at optimere muligheden for succes i denne overgang mellem to væsentlig forskellige varme og energisystemer.

Jeg vil ved sammelejlighed bede jer om at vurdere behovet for at en væsentlig del af fremtidens varmesystem vil være ventialtionsvarmeanlæg.

ojh
Onsdag d. 23/5-12 kl. 15:46

Tak for din kommentar.

Forventningen om at flere kilder til varmeforsyning med forskellige temperaturer vil indgå i fremtidens varmeanlæg kalder på at der er brug simuleringer til at opnå systemintegration, så de forskellige temperaturniveauer tilgodeses.

Vi vil gerne udføre en analyse af energieffektiviteten og behovet for at anvende ventilationsanlæg til rumopvarmning.

FORCE Technology
Ole Juhl Hendriksen

Jens Bossen
Torsdag d. 31/5-12 kl. 14:40

Systemintegration i varmeanlæg fremmer muligheden for at opnå forbedret vand balance og mere energieffektiv pumpedrift. Ansøgningen sigter på både nye anlæg og på renovering, og resulterer i en brugervenlig web-baseret simulator for varmeanlæg, som kan anvendes til rådgivning og til efteruddannelse af rådgivere, faglærte håndværkere og installatører.
Herved får TA Hydronics A/S skabt endnu bedre mulighed for at afsætte radiatortermostatventiler med forindstillinger og strengreguleringsventiler, og får flere brancheaktører til at arbejde for energieffektiv drift af varmeanlæg.
Jens Bossen, TA Hydronics A/S

Niels Løhde
Fredag d. 8/6-12 kl. 10:26

Der findes i Danmark ikke mange køle og varmeanlæg, der ikke " fungerer " som de skal, men min påstand er at der er mange anlæg der ikke fungerer optimalt, med uhensigtmæssigt forbrug af energi til følge.
For at ramme lige nøjagtigt det forbrug - og ikke mere end der er behov for, er det bidende nødvendigt at få samspillet mellem pumper, manuelle reguleringsventiler,trykregulerende ventiler, flowregulatorer, termostatventiler og motorventiler til at fungere optimalt. For at opnå dette, er det nødvendigt at designe de rette materialer og værktøjer i et større fællesskab.
Dette vil på sigt gavne miljøet, spare på vore energireserver, og ikke mindst give en økonomisk gevinst til alle indvolverede parter.

Niels Løhde
Produktgruppechef.
Solar A/S

Anne Schou
Onsdag d. 6/6-12 kl. 20:54

Grundfos producerer energibesparende cirkulationspumper, der lever op til de nye skærpede EU lovkrav som indføres pr 1.jan 2013 vedrørende højeffektivitetspumper med bl.a. krav om automatisk tilpasning af ydelsen til det varmeanlæg, pumpen er bygget ind i. Herved spares pr. automatik typisk over 50 % af energiforbruget ift. en typisk ureguleret cirkulationspumpe (UPS)
Projektet "Energirigtig systemintegration i varmeanlæg" kan bidrage til at formidle ovenstående i et simuleringsprogram. Resultatet vil indebære yderligere energibesparelser og være positivt for både privatøkonomi og samfundsøkonomi.

Anne Schou
HVAC OEM Divisionen
Grundfos A/S

Jan Eric Thorsen
Mandag d. 11/6-12 kl. 09:44

Korrekt dimensionering af fjernvarmesystemer er i fremtiden afgørende for om systemet opererer effektivt set i lyset af de krav som fremtidens lavenergibebyggelse vil kræve. Derfor er det væsentligt at inddrage fjernvarme installationer i projektet. Fjernvarme installationer er forholdsvis ”simple” for slut brugeren, hvor optimering af energiproduktionen/omdannelsen håndteres centralt af ”professionelle” operatører. Det betyder at der er gode muligheder for sikring af en effektiv drift.