Klimatkyla i närtid och framtid för bostäder och lokaler (P13)

Talare: Roger NordmanProjektledare: Monica Axell

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Övriga forskare/utförare: Carolina Haglund Stignor(SP), Markus Lindahl (SP), Markus Alsbjer (SP), Svein Ruud (SP), Per Fahlén (CTH), Jan-Olof Dalenbäck (CTH), Göran Hellström (LTH)

Presentationsmaterial EFFSYS 2 dagen 2009-12-14

• Analysera nuvarande marknad och framtida potential för klimatkyla i lokaler och bostäder.

• Ta fram förslag på ett antal konkurrenskraftiga systemlösningar som skall vara långsiktigt hållbara ur ett miljö-, ekonomiskt och energimässigt perspektiv.

• Energieffektiviserande åtgärder och metoder för att minimera kylbehovet beaktas

• Bedömning av potentialen för värmepumpssystem i kombination med klimatkyla i framtidens bostäder

Syfte

Definition av framtid = 10-15 år fram i tiden

Genomförande

• Analys av inverkan från nuvarande och framtida lagstiftning • Beskrivning av det existerande fastighetsbeståndet• Sammanställning av värme- och kylbehov och för lokaler och bostäder• Befintliga systemlösningar – värmepumps- och klimatkylsystem• Nuvarande marknadsomfattning - värmepumps och klimatkylsystem• Drivkrafter för klimatkyla• Framtidsscenarier• Åtgärder på klimatskal – påverkan på kyl- och uppvärmningsbehov• Kravspecifikation och Förslag på framtidens systemlösningar• Påverkan på elnätets effekt/energibalans• Jämförelse av systemlösningar ur kostnads- och miljöperspektiv

• Fjärrkylamarknaden år 2007 var enligt Svensk Fjärrvärme 744 GWh, detta omfattar mestadels komfortkyla.

Statistik över kylbehov

Kylentreprenörerna uppskattar marknaden till cirka1.5 Mdr SEK/år.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

GW

h

Kylproduktion

Produktionsmetoder• Frikyla från luft, berg eller

vatten• Värmedriven kyla• Mekaniskt driven kyla• “Spillkyla” från värmepump

Abs

Gen

Evaporator

Condenser

Värmepumpstyper m. kyloption•Vätska/vattenvärmepumpar

– Berg, mark, vatten

•(Ute)Luft/vattenvärmepumpar– Split, enhetsaggregat, indirekt kopplad

utedel, kanal- och icke kanalanslutna system

•(Ute)Luft/luftvärmepumpar– Med möjlighet till kyldrift*

RUM

+ -

Chiller

kylmedelkylare

AHU

Kyla enligt STIL 1 och 2 Finns i kontor, köpcentra och stora sjukhus

Kyla distribueras förSmå objekt med DX dvs förångare i varje rum luft Stora objekt med vatten till bafflar i varje rum

Ventilation

Systemlösning

Intervjustudie• Åsikterna går åt lite olika håll.

-- Komfortkraven ökar- Vanligare att använda värmepump i kylsyfte

• Samtidigt tror flera på system där man har ett acceptabelt temperaturspann.

• Flera talar om en ökande medeltemperatur och fler extremdagar per år, vilket talar för ett ökande kylbehov.

• Kyla i flerbostadshus och villor mest lyxkonsumtion.

• Lokaler: delade meningar om hur utbyggt det är

• I allmänhet paralleller med bilåkning, inget man vill vara utan…

Presentationsmaterial EFFSYS 2 dagen 2008-11-11

3% 3%

7%10%

36%

41%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

3-4 mån 2-3 mån 1-2 mån 1vecka-1mån 1-7 dagar Aldrig

Kylbehov i bostäderPreliminära resultat från enkätstudie för luft/luftvärmepumpar• ”Om värmepumpen används till komfortkylning - hur stor del av

året uppskattar du att värmepumpen används till detta?”

Förordningars påverkan på system

• Eco-designdirektiv Fastighetsnivå & Brukarnivå– Sänka energibehovet på massproducerade produkter

– Internlaster minskar Värmebehov ökar?, Elbehovet minskar, Kylbehov minskar

• Energieffektivitet Samhällsnivå– Minska slutanvänd energi med 9% från basåren 2001-2005 till 2016– Redovisa en handlingsplan för varje medlemsstat– Ett ytterligare beslut kräver 20% mindre primärenergi 2020

• Avfallsdirektivet Samhällsnivå & Fjärrvärmeföretag• F-gas Fastighetsnivå & Fjärrvärmeföretag

– En förordning som omfattar stationär utrustning med HFC medier– Viktigast för systemval är att distribution med köldmedium har återuppstått för

temperaturer över 0°C

• Byggregler (BBR) Fastighetsnivå

BBR (klimatkyla)

BOSTÄDERElvärme: 55 kWh/m2år; småhus,

flerfamiljshus ca 5kWh/m2år kvar till kyla

Ej kompressordriven kyla!

Fjärrkyla ej möjlig!

Frikyla med bergvärme kan vara möjlig Tillkommande utr.

LOKALER

• 100 kWh/m2år vid ventflöde (q) 0.35l/s*m2

• För ventflöden,q, över 0.35 gäller

100 + 70*(q-0.35)

kan man ha höga q ökar utrymmet för tillförd energi. Frikyla med vent antas öka

Behovet av kylning ska minimeras genom bygg- och installationstekniska åtgärder.

TrenderAvfallsförbränningElpriser

Värmedriven kylaKlimatkylaKylfrys

Önskemål från brukareSjukhus,kontor,köpcentra

BBRsystemgräns

• Frikyla av alla slag ökar

• Kunskapsbrist ett stort hinderUtförare

Beslutspersoner

Driftspersonal

• Frikyla av alla slag ökar

• Kunskapsbrist ett stort hinderUtförare

Beslutspersoner

Driftspersonal

• Kyla i bostäder - osäkert • Kyla på kontor - finns i många• Kyla i arbetslokaler - troligt• Kyla i sjukhus - finns i stora andra vårdlokaler ?• Kyla i butiker

konkurrensmedel

• Kyla i bostäder - osäkert • Kyla på kontor - finns i många• Kyla i arbetslokaler - troligt• Kyla i sjukhus - finns i stora andra vårdlokaler ?• Kyla i butiker

konkurrensmedel

Framtidens komfortkylasystem i lokaler och flerbostadshus?

• Där det finns samtidiga kyl- och uppvärmningsbehov• Då de är prismässigt och/eller miljömässigt gynnsamma jämfört

med fjärrkyla• Där fjärrkyla ej är tillgängligt

Lämplig systemlösning?

Uppvärmnings- och kylbehov under dagtid i en kontorsfastighet i Göteborg

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35Utomhustemperatur (°C)

Eff

ek

t (W

)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Var

ak

tig

he

t (h

)

Värmebehov

Kylbehov

Varaktighet

Presentationsmaterial EFFSYS 2 dagen 2009-12-14

FV fram

FV retur

Kylbafflar

FV-central

FV fram

FV retur

Kylbafflar

FV-central

Slutsatser• Den idag kända lagstiftningen kommer att påverka både

uppvärmnings- och kylbehovet i bostäder och lokaler och även till viss del utformningen av kyl- och värmepumpssystem

• De flesta av de byggnader som vi kommer att ha om 10-15 år är redan byggda

• Utformningen av nya byggregler kommer att påverka omfattningen av, och påverka vilken produktionsmetod som väljs för kyla i lokaler

• LCC-kalkyl leder till lösningar med mer frikylainslag

Publikationer (Alla under utarbetande):• Clima 2010• Energi & Miljö• Kyla• HPC Newsletter

Tack! Några frågor? Välkommen till vår poster!

Finansiärer / deltagande företag:

• ELFORSK• Energimyndigheten via eff-Sys II• AB Bostäder i Borås • Akademiska Hus • Borås Energi och Miljö • Enertech AB• Fastighetsägarna• Göteborgs Energi AB• IVT Industrier AB• JACAB AB• JM AB• LB Hus

• NCC • Nibe AB • Peab AB • Refcon • Skanska • Skellefteå Kraft • Sveriges Byggindustrier

• Landstinget i Uppsala län

• Vattenfall Utveckling • VVS Företagen • Västfastigheter • ÅF

Kyla och systemgränser

Köpt el tillpumpar och fläktar

Systemgräns fastighetsägare

Systemgräns brukare/hyresgästPrimärenergi

Systemgräns samhälle/stat

Elmarknad Konvektor

Baffel

AlternativBBR Fjärrkyla

BBR lokal kyla

Fri-kyla