Solvarmeanlæg til store bygninger
Image
Hvad handler det om?
Videncenter for energibesparelser i bygninger anbefaler at etablere solvarmeanlæg i store bygninger. Det er især oplagt i bygninger med store varmtvandsforbrug om sommeren, og med gode placeringsmuligheder for solfangere og varmelager. De økonomiske fordele ved solvarmeanlæg være store kan især være store, når installationen af solvarmeanlæg finder sted i forbindelse med nybyggeri eller i forbindelse med renovering af tag og/eller af bygningens energianlæg.
Fordele
Om sommeren kan solvarmen dække bygningens varmtvandsforbrug og cirkulationsledningens varmetab
Det supplerende energianlæg kan slukkes om sommeren
Bedre økonomi pga. lavere varmeregning
Solen er ren og vedvarende energi
Solvarme sender et miljøvenligt signal til omgivelserne
Solvarme øger bygningens værdi
Lavere CO₂ udledning
Anbefaling til anlæggets størrelse
Solfangerarealet bør være ca. V/50 m², hvor V er bygningens daglige varmtvandsforbrug i liter. Varmelagerets volumen bør være ca. V liter.
Energibesparelse
Figuren nedenfor viser typiske solfangerydelser i kWh pr. m² solfanger for solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning Der er regnet med en koldtvandstemperatur på 10° C og en varmtvandstemperatur på 45° C. De sorte kurver i diagrammet viser ydelsen for solvarmeanlæg med cirkulationsledningstab, der udgør, 0 %, 20 %, 50 % og 100 % af varmtvandsforbruget. De røde kurver viser dækningsgraden.
Image
Eksempelvis vil et anlæg med et solfangerareal på 60 m² , et forbrug på 3 m³ /døgn samt et cirkulationsledningstab der udgør 100 % af varmtvandsforbruget, iflg. ovenstående figur (angivet med blåt), have en forventet ydelse på ca. 500 kWh/m² samt en dækningsgrad på ca. 35 %.
Hvis tagfladen vender i en anden retning eller har en anden hældning, bruges skemaet under afsnittet udførelse, punkt 3, til at finde den mindre ydelse eller til at gøre arealet af solfangerne tilsvarende større.
Energibesparelsen for solvarmeanlæg findes for hvert enkelt anlæg, idet besparelsen er baseret på effektiviteten af det supplerende energianlæg. Hvis den energimængde, solvarmeanlægget producerer, skal dækkes af det supplerende energianlæg, skal dette producere en større energimængde, nemlig den ønskede energimængde/effektiviteten af kedlen. Den årlige effektivitet af supplerende energianlæg ligger typisk mellem 80 % og
90 % for gode supplerende energianlæg og lidt lavere for mindre gode af slagsen. Dertil kommer evt. sparet tomgangstab og elforbrug fra den supplerende energikilde, hvis den kan slukkes i dele af året samt øgede energiomkostninger til drift af cirkulationspumpe og styresystem.
Den samlede energibesparelse består således af:
- energi produceret af solvarmeanlægget/kedeleffektivitet
- sparet tomgangstab/kedeleffektivitet
- sparet elforbrug af supplerende energianlæg om sommeren – elforbrug til cirkulationspumpe og styresystem.
Energiforbruget til drift af et solvarmeanlæg udgør 3–10 kWh pr. m² solfanger pr. år.
For forskellige opvarmningsformer forudsættes CO₂ udledninger som vist i tabellen nedenfor.
Eksempel på energibesparelse
Årlig energibesparelse kWh
| Olieforbrug til opvarmning af brugsvand, se figuren på side (angivet med blåt) | 60 m² x 500 kWh/år/0,85 = | 35.294 kWh |
| Elforbrug til drift af pumpe | 60 m² x 3 kWh/år = | 180 kWh |
| Besparelse | 35.294 kWh – 180 kWh = | 35.114 kWh |
Årlig økonomisk besparelse kr.
| Energiforbrug omregnet til liter olie | 35.294 kWh/10 kWh/liter = | 3.529 liter |
| Besparelse olie | 17,80 kr./liter x 3.529 liter = | 62.824 kr. |
| Omkostninger el til drift af pumpe | 2,70 kr./kWh x 180 kWh | 486 kr. |
| Besparelse | 62.824 kr. – 486 kr. = | 62.338 kr. |
Årlig CO₂-besparelse kg
| CO₂-besparelse olie | 0,266 kg/kWh x 35.294 kWh = | 9.388 kg |
| CO₂-tillæg el | 0,211 kg/kWh x 180 kWh = | 38 kg |
| CO₂-besparelse | 9.388 kg – 38 kg = | 9.350 kg/9,4 tons |
Forudsætninger
I en bygning etableres der et 60 m² solvarmeanlæg på et sydvendt tag med 45° hældning og et 3.000 liter varmelager. Varmtvandsforbruget er 3.000 liter pr. dag, og cirkulationsledningens varmetab er lige så stort som varmtvandsforbruget. Bygningen opvarmes af et moderne oliefyr med en årlig nyttevirkning på 85 %.
- Oliepris: 17,80 kr. pr. liter
- Elpris: 2,70 kr. pr. kWh
O2-udledning for forskellige opvarmningsformer
- Naturgas: 0,205 kg CO₂ pr. kWh
- Fyringsolie: 0,266 kg CO₂ pr. kWh
- Fjernvarme: 0,072 kg CO₂ pr. KWh
- El: 0,211 kg CO₂ pr. kWh
Varmeproduktion ved forskellige brændsler
- 1 liter olie = 8-10 kWh
- 1 m³ naturgas = 9-11 kWh
(højest for nye kedler)
Energipriser
I denne energiløsning er der benyttet gennemsnitlige energipriser fra energiprisstatistikkerne fra Forsyningstilsynet for 4. kvartal 2021. Det er hensigtsmæssigt altid at beregne energibesparelser med en gennemsnitlig energipris over en længere periode, ikke med den aktuelle dagspris, da energipriserne svinger.
Udførelse
Solfangerne monteres på tagfladen, så der ikke er væsentlige skygger på solfangerne i sommerperioden. Hvis det er overdimensioneret, skal solvarmeanlægget sikres mod skader (kogning og overophedning) ved at anvende en ekstra stor ekspansionsbeholder, hvori solfangervæsken kan udvide sig.
Installationen udføres efter gældende regler og forskrifter vedr. vand- og varmeinstallationer, herunder DS 452 for tekniske installationer og DS 439 for vandinstallationer
Image
1. Skygger på taget
Hvis der er væsentlige skygger på taget om sommeren, kan det ikke anbefales at installere solvarmeanlæg.
2. Fladt tag
Hvis der er fladt tag, monteres solfangerne på et stativ, gerne, så de vender stik syd med en hældning på 45 grader.
3. Hældning
En solfanger virker optimalt ved en placering på en sydvendt 45 grader tagflade. Er der ikke mulighed for dette, vil samme ydeevne kunne opnås ved at øge solfangerens størrelse i m² afhængig af retning og taghældning. På nedenstående tabel kan du se, hvordan placering og ydeevne hænger sammen.
Image
4. Beslag
Solfangerne monteres på skinner på taget eller på et stativ. Anlægget leveres med beslag til forskellige tagtyper. Tjek derfor altid, før du går i gang, at beslag til montering af solfangerne passer til det aktuelle tag.
5. Husk solvarme ved tagudskiftning
Hvis tagbelægningen skal skiftes, er der mulighed for at indbygge solfangerne i taget.
6. Plads til rørene
Du skal sikre dig, at du kan komme ind i skunken, eller overvej eventuelt en anden løsning for rørføringen.
7. Eksisterende beholder
Hvis den eksisterende beholder er i god stand, kan den benyttes til eftervarmning med den supplerende energikilde.
8. Plads til varmelageret
Undersøg den nøjagtige størrelse og afklar adgangs- og placeringsmuligheder med kunden. Eventuelt kan beholderen svejses op på stedet.
9. Varmeanlæg
Hvis der er lavtemperaturvarme bør det overvejes at opføre solvarmeanlægget til kombineret brugsvands- og rumopvarmning.
10. Rørisolering
Rørisoleringen skal udføres efter gældende forskrifter vedr. vand- og varmeinstallationer, herunder DS 452 for tekniske installationer.
11. Elforsyning til pumpen
VVS-montører må gerne tilslutte pumper til eksisterende stikkontakt. Hvis der skal etableres en ny stikkontakt i forbindelse med solvarmeinstallationen, skal det foretages af en autoriseret el-installatør.
12. Samspil med kedelstyring
Det er vigtigt at styresystemet sikrer, at kedlen ikke opvarmer toppen af varmelageret til unødvendigt høje temperaturer.