/2010 Viessmann Werke. Aurinkolämmitys Tyypillinen kohde omakotitalo, jossa lisälämmitys auringon avulla. Welcome!

Transkriptio

1 Welcome! VITOSOL Aurinkolämpö mitoitus Seminaari Course instructor Jukka Väätänen Viessmann Werke Template 1 05/2011 Viessmann Werke Aurinkolämmitys Tyypillinen kohde omakotitalo, jossa lisälämmitys auringon avulla Graphic: A typical situation, Tyypillinen kohde: Omakotitalo Uudisrakennukset ja modernisoinnit Trendi: Lisälämmitys auringon avulla 1

2 Energiaa auringosta kotiovellesi toimitettuna Aurinkosysteemi on ideaali lisä mille tahansa lämmitysjärjestelmälle. Se säästää lämmityskuluja ja on riippumaton nousevista energiahinnoista. Aurinkolämpö on järkevä investointi ja lisää rakennuksen arvoa. Aurinkolämpöjärjestelmia voi käyttää: - lämmitysjärjestelmien modernisoinneissa yhdistettynä uusiutuvaan energiaan (mm. pellettikattilat, lämpöpumput) käyttöveden tuottoon. - suuremmat aurinkojärjestelmät (20 40 m²) rakennuksen lämmityksen tueksi Aurinkoenergia on ympäristöystävällinen ja käytännössä CO2-vapaa lämmitystapa. Moderni aurinkoteknologia talon katolla on näkyvä signaali ympäristöstä välittämisestä. Aurinkolämpöjärjestelmät ovat teknisesti korkeatasoisia ja niitä on testattu miljoonia kertoja Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 3 05/2011 Viessmann Werke Auringon säteily Keskimääräinen säteily päivän aikana. Olosuhteista riippuen erot hajasäteilyn ja suoran säteilyn välillä ovat muuttuvia. Jopa suhteellisen heikko auringon paiste ja suuri hajasäteilyn määrä tarjoavat suhteeliisen suuren energiamäärän. Vuotuinen hajasäteilyn määrä on luokkaa 50% kokonaissaannosta. 2

3 Vuotuinen aurinkosäteily Keskimääräinen säteilyn määrä Saksassa vastaa 100 litraa öljyä per m² Hanover: 955 kwh/(m 2 a) Freiburg: 1270 kwh/(m 2 a) Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 5 05/2011 Viessmann Werke Energian siirtyminen keräimessä. Säteilyn kohdatessa keräimen syntyvät optiset häviöt. Jäljelle jäänyt säteily lämmittää absorbtiopinnan. Osa kollektorin lämmöstä johtuu pois lämpöhäviöiden / eristeiden kautta 3

4 Kollektorien hyötysuhteet Vitosol 200-Tyhjöputkikeräin Vitosol 300-T Vitosol 200-F 5DI Tasokeräin Vitosol 200-F Keräimien kaltevuus ja suuntaus ja suuntaus kaakkoon toimii hyvin Kaltevuuskulma α Horisontin ja kollektorin välinen kulma. Ideaallikulma : Hyvä Saksan korkeudella Esimerkki: Poikkeama etelästä 15 itään Azimuth - kulma Kollektoripinnan poikkeamaeteläsuuntauksesta: Kollektorin pinta suunnattu etelään : Azimuth-kulma = 0 (paras tulos). Suuremmat poikkeamat kompensoidaan lisäämällä kollektorikentän pinta-alaa.. Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 8 05/2011 Viessmann Werke 4

5 Kaltevuuskulma ja suuntaus Vaikka suuntaus ei ole optimi, voidaan saavuttaa hyvä energian saanto. Source: ecofys Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 9 05/2011 Viessmann Werke Aurinkoenergian sovellukset Kaksi erilaista systeemiä Käyttöveden lisälämmitys Lämmityksen lisälämmitys ja käyttöveden Lämmitys. Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 10 05/2011 Viessmann Werke 5

6 Aurinkoenergian peitto Aurinkoenergia kattaa n. 60% vuotuisesta käyttöveden lämmityksestä. Aurinkoenergia, käyttöveden lämmitys Erilaisten muutosten vaikutus energiapeittoon. Referenssisysteemi: Frankfurt, päivittäinen käyttöveden kulutus 200 l, varaajan tilavuus 300 l, 2 x 2.3 m² Vitosol 200-F, tasokeräin, 45 kulma, suuntaus etelä. Referessi systeeemi Kollektorin kulma 30 Kollektorin kulma 60 Suuntaus lounaaseen Suuntaus länteen Hanover Freiburg 100 l/d 300 l/d 1 x 2.3 m² Vitosol 200-F 3 x 2.3 m² Vitosol 200-F 4 x 2.3 m² Vitosol 200-F ( 216 m³) ( 215 m³) ( 214 m³) ( 210 m³) ( 181 m³) ( 199 m³) Specialistseminar on solar thermal energy pre-sales Template 12 05/2011 Viessmann Werke 71 ( 230 m³) 81 ( 139 m³) 51 ( 262 m³) 45 ( 160 m³) 72 ( 232 m³) 76( 246 m³) 1 x 3 m² Vitosol 200-T 60 ( 208 m³) Solarer Deckungsanteil (%) 6

7 Korroosionesto rannikko-olosuhteissa Kollektorit, joissa on parannettu korroosion esto rannikkoolosuhteisiin. Standardi kollektori Parannettu korroosionesto välttämätön < 100m 100 m-1 km >1 km Parannettu korroosionesto suositeltavaa. "Standardi tasokeräin" Käyttövesi / lämmitysvaraajat Käyttövesivaraajat Vitocell 100-U Vitocell 100-B/300-B Vitocell 100-L+ Vitotrans 222 Lämmitysvaraajat Vitocell 100-E Fresh water module Vitocell 340-M/360-M Vitocell 140-E/160-E Chart 14 05/2011 Viessmann Werke 7

8 Toimilaitteet järjestelmään See also: Planning instructions Template 15 05/2011 Viessmann Werke Aurinkosysteemin mitoitus käyttövedelle See also: Planning instructions Template 16 05/2011 Viessmann Werke 8

9 Lisälämmitys auringon avulla Oikea mitoitus Tärkeää pitää mielessä: Suuri ei ole aina paras. Template 18 Template 17 05/2011 Viessmann Werke Lisälämmitys auringon avulla Oikea mitoitus Perussääntö lisälämmitykselle: Aurinkoteknologia voi tehdä paljon, mutta se ei voi tehdä taikatemppuja! 9

10 Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Aurinkolämpö pienentää tavanomaisen energian osuutta Lämmitysenergian tarve Normaalin energian osuus Aurinkolämmön osuus 0% 100% < Aurinkopeitto > Template 19 Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Energian säästön optimointi suhteessa kollektorikenttään. Lämmitysenergian tarve, rakennus Building status EFH from 1978 Ø 180 kwh/(m²a) Normaalin energian osuus Aurinkolämmön osuus Ø 27 MWh/a? Absoluuttinen säästö Kollektorikentän pinta-ala Template 20 10

11 Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Mitoitus aurinkopeiton suhteen Heating energy requirement Building status EFH from 1978 Ø 180 kwh/(m²a) Solar coverage % Auxiliary energy Efficiency m² collector surface area (with 5000 l DHW cylinder) Template 21 Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Mitoitus aurinkopeiton suhteen Heating energy requirement Building status EFH from 1978 Ø 180 kwh/(m²a) Aurinkopeitto Ylimääräinen energia % Hyötysuhde m² collector surface area (with 5000 l DHW cylinder) Varo ylimitoitusta! Template 22 Kaikkia kuluttajan tarpeita ei voi täyttää! 11

12 Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Suuntaa antava mitoitus See also: Planning instructions Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating) Erilaisten muutosten vaikutus kokonaistuottoon Referenssisysteemi: Würzburg, omakotitalo150m², patteilämmitys, käyttöveden kulutus 160l (4 pers.), 45 kaltevuus, suunta etelä 4 x 2.3 m² Vitosol 200 tasokeräin, 1,000 l kombivaraaja 950 l Referenssi systeemi Öljynsäästö l / a kulma 468 Suuntaus lounaaseen 454 Suuntaus länteen 375 Freiburg 496 Hanover x 2.3 m² tasokeräin Source: Viessmann solar simulation ESOP

13 Ympäristön varjostus Etelään suunnatun kollektorin edusta tulisi olla vapaa varjostuksesta kaakko lounas alueella ja asennuskulma alle 20. Keräimien käyttöikä on yli 20 vuotta, joten muista ympäristön muutosten vaikutus varjostukseen. Tuuli ja lumikuormat Huomioi: Lumi lisää rakenteiden kokonaismassaa, siksi lumikuorma tulee ottaa huomioon rakenteiden mitoituksessa. Tuuli lisää painetta tai imuvaikutusta rakenteissa, myös rakennuksen korkeus on merkiitävässä roolissa mitoituksessa. Vältä kattorakenteiden reuna-alueita, sillä ne lisäävät riskiä laitteiston vahingoittumisesta. 13

14 Aurinkolämmityksen pääargumentit lisälämmityksessä (backup heating) Järjestelmä täyttää käyttöveden vaatimukset ja osan varsinaisesta kiinteistön lämmityksestä. Tämä säästää polttoainetta. Aurinkolämmitys voi toteuttaa rakennuksen lämmityksestä 10 30%. Järjestelmä vähentää kattilan käynnistyksiä ja vähentää kattilan käyttötunteja lämmityskauden aikana.. Source: BDH Template 27 05/2011 Viessmann Werke Summary Energian hinta ja ympäristön vaatimukset luovat kysyntää aurinkolämmölle Aurinkojärjestelmä auttaa lisäämään rakennuksen arvoa ja antaa signaalin ympäristötietoudesta Aurinkojärjestelmä on ideaali lisäys mihin tahansa lämmitysjärjestelmään ja vähentää kustannuksia Ylimitoitus aikaansaa epätaloudellisen kokonaisratkaisun 14