Aurinkolämmitys - Aurinkoteknillinen yhdistys

09.10.2012
Welcome!
Course instructor
Jukka Väätänen
Viessmann Werke
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 1
05/2011
VITOSOL
Aurinkolämpö mitoitus
Seminaari 9.10.2012
Aurinkolämmitys
Tyypillinen kohde omakotitalo, jossa lisälämmitys auringon avulla
Tyypillinen kohde:
Omakotitalo
Uudisrakennukset ja modernisoinnit
Trendi:
Lisälämmitys auringon avulla
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Graphic:
A typical situation,
1
09.10.2012
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.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 3
05/2011
Aurinkolämpöjärjestelmät ovat teknisesti korkeatasoisia ja niitä on testattu miljoonia kertoja
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.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Vuotuinen hajasäteilyn määrä on
luokkaa 50% kokonaissaannosta.
2
09.10.2012
Vuotuinen aurinkosäteily
Keskimääräinen säteilyn määrä Saksassa vastaa 100 litraa öljyä per m²
Freiburg:
1270 kWh/(m2 • a)
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 5
05/2011
Hanover:
955 kWh/(m2 • a)
Energian siirtyminen keräimessä.
■
■
Säteilyn kohdatessa keräimen syntyvät
optiset häviöt.
Jäljelle jäänyt säteily lämmittää
absorbtiopinnan.
Osa kollektorin lämmöstä johtuu pois
lämpöhäviöiden / eristeiden kautta
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
■
3
09.10.2012
Kollektorien hyötysuhteet
Vitosol 200-F 5DI Tasokeräin
Vitosol 200-F
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Vitosol 200-Tyhjöputkikeräin
Vitosol 300-T
Keräimien kaltevuus ja suuntaus
25° - 70° ja suuntaus kaakkoon toimii hyvin
Kaltevuuskulma α
Horisontin ja kollektorin välinen kulma.
Ideaallikulma : 30 - 45°
Hyvä Saksan korkeudella 25 - 70°
Azimuth - kulma
Kollektoripinnan poikkeamaeteläsuuntauksesta:
Kollektorin pinta suunnattu etelään :
Azimuth-kulma = 0° (paras tulos).
Suuremmat poikkeamat kompensoidaan
lisäämällä kollektorikentän pinta-alaa.
.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 8
05/2011
Esimerkki:
Poikkeama etelästä 15°itään
4
09.10.2012
Kaltevuuskulma ja suuntaus
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 9
05/2011
Vaikka suuntaus ei ole optimi, voidaan saavuttaa hyvä energian saanto.
Source: ecofys
Aurinkoenergian sovellukset
Käyttöveden lisälämmitys
Lämmityksen lisälämmitys ja käyttöveden
Lämmitys.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 10
05/2011
Kaksi erilaista systeemiä
5
09.10.2012
Aurinkoenergian peitto
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Aurinkoenergia kattaa n. 60% vuotuisesta käyttöveden lämmityksestä.
Aurinkoenergia, käyttöveden lämmitys
Erilaisten muutosten vaikutus energiapeittoon.
(≈ 216 m³)
Referessi systeeemi
63
(≈ 215 m³)
Kollektorin kulma 30°
62
(≈ 214 m³)
Kollektorin kulma 60°
62
(≈ 210 m³)
Suuntaus lounaaseen
61
(≈ 181 m³)
51
Suuntaus länteen
(≈ 199 m³)
Hanover
56
Freiburg
71 (≈ 230 m³)
81 (≈ 139 m³)
100 l/d
(≈ 262 m³)
300 l/d
51
(≈ 160 m³)
1 x 2.3 m² Vitosol 200-F
45
72 (≈ 232 m³)
3 x 2.3 m² Vitosol 200-F
76(≈ 246 m³)
4 x 2.3 m² Vitosol 200-F
(≈ 208 m³)
60
1 x 3 m² Vitosol 200-T
10
20 30 40
50 60
70 80
0
Solarer Deckungsanteil (%)
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 12
05/2011
Referenssisysteemi:
Frankfurt, päivittäinen käyttöveden kulutus 200 l, varaajan tilavuus 300 l,
2 x 2.3 m² Vitosol 200-F, tasokeräin, 45°kulma, suuntaus etelä.
6
09.10.2012
Korroosionesto rannikko-olosuhteissa
Standardi
kollektori
Kollektorit,
joissa on
parannettu
korroosion
esto
rannikkoolosuhteisiin.
< 100m
100 m-1 km
>1 km
“Parannettu
korroosionesto”
suositeltavaa.
"Standardi tasokeräin"
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
“Parannettu
korroosionesto”
välttämätön
Vitocell 100-U
Vitocell 100-B/300-B
Vitocell 100-L+
Vitotrans 222
Fresh water
module
Vitocell 100-E
Vitocell 340-M/360-M
Vitocell 140-E/160-E
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Chart 14
05/2011
Lämmitysvaraajat
Käyttövesivaraajat
Käyttövesi / lämmitysvaraajat
7
See also: Planning
instructions
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 15
05/2011
See also: Planning
instructions
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 16
05/2011
09.10.2012
Toimilaitteet järjestelmään
Aurinkosysteemin mitoitus käyttövedelle
8
09.10.2012
Lisälämmitys auringon avulla
Oikea mitoitus
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 17
05/2011
Tärkeää pitää mielessä:
Suuri ei ole aina paras.
Lisälämmitys auringon avulla
Oikea mitoitus
Perussääntö
lisälämmitykselle:
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 18
03/2010
Aurinkoteknologia voi tehdä
paljon, mutta se ei voi tehdä
taikatemppuja!
9
09.10.2012
Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating)
Lämmitysenergian
tarve
Aurinkolämpö pienentää tavanomaisen energian osuutta
Normaalin energian
osuus
Aurinkolämmön osuus
< Aurinkopeitto >
100%
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 19
03/2010
0%
Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating)
Energian säästön optimointi suhteessa kollektorikenttään.
Building status EFH
from 1978
Ø 180 kWh/(m²a)
Ø 27 MWh/a
Normaalin energian
osuus
Aurinkolämmön osuus
?
Absoluuttinen säästö
Kollektorikentän pinta-ala
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 20
03/2010
Lämmitysenergian
tarve, rakennus
10
09.10.2012
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
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 21
03/2010
m² collector surface area (with 5000 l DHW cylinder)
Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating)
Mitoitus aurinkopeiton suhteen
Heating energy
requirement Building
Aurinkopeitto
status EFH from 1978
Ø 180 kWh/(m²a)
Ylimääräinen
energia
%
Hyötysuhde
Varo ylimitoitusta!
Kaikkia kuluttajan tarpeita ei voi täyttää!
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 22
03/2010
m² collector surface area (with 5000 l DHW cylinder)
11
09.10.2012
Aurinkolämmön mitoitus lisälämmityksessä (backup heating)
See also: Planning
instructions
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Suuntaa antava mitoitus
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
Öljynsäästö l / a.
474
Referenssi systeemi
30°kulma
Suuntaus lounaaseen
454
Suuntaus länteen
375
Freiburg
496
Hanover
446
8 x 2.3 m² tasokeräin
663
100 200 300 400 500 600
Source:
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
468
Viessmann solar simulation ESOP 4.0
12
09.10.2012
Ympäristön varjostus
■ Etelään suunnatun kollektorin edusta
tulisi olla vapaa varjostuksesta kaakko –
lounas alueella ja asennuskulma alle
20°.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
■ Keräimien käyttöikä on yli 20 vuotta,
joten muista ympäristön muutosten
vaikutus varjostukseen.
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.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Tuuli ja lumikuormat
13
09.10.2012
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.
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
Template 27
05/2011
.
Source: BDH
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
Specialist seminar on solar thermal energy pre-sales
© Viessmann Werke
03/2010
Ylimitoitus aikaansaa epätaloudellisen kokonaisratkaisun
14