830 likes | 1.44k Views
Värmeenergi och energifönster. Lite teori och mer verklighet. Innehållsförteckning. Vad är energi - lite teori Begrepp - definitioner Värmeförluster o. U-värde - hus o. fönster Beteckningar - energi, effekt, U-värde m.m. Värmekalkyler - energibesparing
E N D
Värmeenergi och energifönster Lite teori och mer verklighet
Innehållsförteckning • Vad är energi - lite teori • Begrepp - definitioner • Värmeförluster o. U-värde - hus o. fönster • Beteckningar - energi, effekt, U-värde m.m. • Värmekalkyler - energibesparing • Fönster resp. glas - olika U-värden • Förbättring av värmeisolering - glas och gas
Begrepp gradtimmar Watt kärnkraft U-värde olja solenergi kWh g-faktor lågemission
Kilowatttimme 1 kWh 300 m (70 öre) Volvo 1200 kg
Förbrukning En normal dator i 8 timmar = 1 kWh
Kilowattimmar glödlampan effekt(Watt)60 xx tid(timmar, h)24 = = energi 1440 (kilowattimmar, kWh)
Energijämförelser kWh 1 ton stenkol = 7600 1 m3 eldningsolja = 10 000 (1 l = 10 kWh) 1 kg kärnbränsle = 660 000 1 m3 naturgas = 9 1 m3 brännved = 1500 1 ton frästorv = 2400 1 000 Wh = 1 kWh 1 000 000 Wh = 1 MWh (megawattimme) 1000 000 000 Wh = 1 GWh (Gigawattimme) 1000 000 000 000 Wh = 1 TWh (Terrawattimme)
Energiförbrukning Medelförbrukning i en villa , 4 personer / år (totalt 18 000 – 25 000 kWh)
Termodynamikens grundsatser • Energi kan inte skapas eller förintas • …… men dock omvandlas till andra former. • t ex E = m x c2 (Einstein) • 2. Tryck och temperatur söker alltid sitt lägsta jämviktsläge • …… d.v.s ”värme går till kyla”
Värmeförluster i hus Ventilation 15 % Tak 15 % Ytterväggar 20 % Fönster 35 % Golv o. källare 15 %
Värmeförluster genom fönster 1 Vägg Ledning Strålning Kalla sidan - Varma sidan + Strömning (konvektion)
Värmeförluster genom fönster 2 vanl. 2-glas ”energi” 2-glas Strålning 2/3 1/5 Ledning + Konvektion 1/3 4/5
U-värde (k-värde) ”Värmemängd (effekt) som passerar 1 m2 per timme vid temperaturskillnad 1grad” (värmegenomgångskoefficient) 1 m2 + 20grader + 19 grader W/m2 oC
Celsius - Kelvin W/m2 oC (C = Celsius) eller W/m2 K (K = Kelvin) ( 0oC = 273 K eller -273oC = 0 K)
Glaskonstruktioner Glaskonstruktioner Enkelglas 4 D4-12 4 + 4 D4-12 + 1 T4-12 Dubbelruta Kopplat ”1 + 1” Kopplat ”2 + 1” Trippelruta
U-värde för fönster, exempel Fönstertyp o. glasning U-värde, W/m2 oC 1-glas 5,8 2 – glas 2,8 Dubbel isolerruta, D4-12 2,7 Treglas, kopplat 1,8 Trippel isolerruta, T4-12 1,9 Trippel isolerruta´SuperEnergi 1,3
Beräkning - mätning A. Datorsimuleringsprogram: FRAME resp. VISION Beräkning enligt europanormer (-standard) EN 1077-2 karm/båge: FRAME, THERM, COBRU, HEAT EN 673 glasdelen: VISION, WINDOW Krav: Auktoriserad beräknare (godk. av SverigesProvningsinst) B. Provning i laboratorium - ”Hot Box metoden” Mätning enligt ISO-standard EN ISO 12567-1 Krav: Certifierat laboratorium (certifierad av Swedac)
Isothermbild i FRAME Elitfönster AB Window EFH Bottom sill ISOTHERMS PLOT Temperatures Inside : +20 degrees Outside : +/- 0 degrees Steps: 1 degree +/- 0 degrees + 20 degrees 17 degrees 0 degrees
Hot-Box metoden Varm sida + Kall sida - Provfönster Hot-Box Area: 3,17 m2 Djup: 0,45 m Baffel Fläkt Cellplastvägg, 15 cm Datalogger m.m.
Värmeförlust 1 Exempel: Inomhustemperatur: + 20 grader Utomhustemperatur: - 15 grader Temperaturskillnad (Δ T ): 35 grader Fönsterstorlek : 12 x 12 M Fönstrets yta (A): 1,44 m2 Fönstrets (2-glas) U-värde (U): 2,7 W/m2 oC Värmeförlusten i Watt = Δ T x A x U
Värmeförlust 2 Förlusten för 2-glasfönstret: 35 x 1,44 x 2,7 = 136 Watt Förlust för SuperEnergifönster: 35 x 1,44 x 1,3 = 65 Watt
Gradtimmar 1 Temperaturskillnaden x uppvärmningstiden (timmar)för varje ort Exempel: Innetemp = + 20 grader Medeltemp ute = - 4 grader Uppvärmn. tid = 7 månader Gradtimmar: (20 + 4) x 7 x 30 x 24 = 120 960
Gradtimmar 2 Karesuando 178 000 Piteå 144 600 Mora 130 800 Stockholm 102 900 Göteborg 91 200 Växjö 104 400 Ystad 91 300
Fönsterbyte 1,9 milj småhus 760 000 eluppvärmda byte från 2-glas till SuperEnergifönster 1,9 TWh = ½ Barsebäcksreaktorn
Beräkning 1 Förutsättningar: Småhus i Sverige 1,9 miljoner 40 % eluppvärmda 760 000 hus Total fönsteryta/hus 23 m2 Genomsnittl. antal gradtimmar i Sverige 100 000 Bef. fönster U-värde 2,8–2,0 W/m2K 2,3 W/m2K U-värde Superenergifönster 1,3 W/m2K U-värdessänkning 1,0 W/m2K
Beräkning 2 Eluppvärmda småhus 760 000 x 23 x 100 000 x 1,0 = = 1 750 000 000 000 Wh d. v. s. 1,75 TWh (Barsebäcks ena reaktor = 4 TWh)
Beräkning 3 Alla småhus + alla lägenheter (1 900 000 x 23 + 2 200 000 x 9) x 100 000 x 1,0 = 6 350 000 000 000Wh d. v. s. 6,3 TWh (Barsebäcks ena reaktor = 4 TWh)
Energiförlust !! Summan av värmeläckaget genom alla fönster i bostäder i Sverige motsvarar den totala producerade energin i två kärnkraftverk !!
Värmeförlust 3 Förutsättning: Norrköping: 100 000 gradtimmar Standard 2-glasfönster: U = 2,7 SuperEnergifönster: U = 1,3 Värmeförlusten genom; standardfönstret SuperEnergifönstret 2,7 x 1,44 x 100 00 1,3 x 1 44 x 100 000 = 389 kWh = 187 kWh
Värmebesparing 1 Standardfönstret 389 kWh SuperEnergifönstret 187 kWh Skillnad 202 kWh Elpris: 70 öre/kWh 141:-/år Normalvilla med 15 st fönster 25m2 fönsteryta besparing ca 2450:- / år
Värmebesparing 2 25 m2 fönster i en villa i mellansverige förluster genom fönster, el i kWh
Värmebesparing 3 25 m2 fönster i en villa i mellansverige förluster genom fönster, el i kronor ( -:70/kWh)
Värmebesparing 4 25 m2 fönster i en villa i mellansverige förluster genom fönster, olja i m3
Värmebesparing 5 Årlig besparing per m2 fönster för sänkning av U-värdet med 0,1 W/m2K
Energiräknaren www.elitfonster.se Vinst vid byte till Elit SuperEnergi fönster med U = 1,3 W/m2K Uppgifter: A. Gamla fönsterts U-värde (lista) B. Ortens gradtimmar (lista) C. Total fönsteryta i huset D. Energipriset för el eller olja (lista) Formel: U-värde – 1,3 x gradtimmar x fönsteryta x energipriset
Synpunkt Ingen tror på beräkningar, utom de som har gjort dem. Alla tror på mätningar , utom de som genomfört dem.
Kopplat fönster Vägg Karm Ytterbåge Innerbåge Enkelglas Isolerruta Kalla sidan - Varma sidan +
LE-glas LE- glas lågemisson (emission, ε = utstrålning) eller Selektiva glas väljer ut långvågig (infra-) strålning
LE - beläggningar Hårdbelagda glas - direkt i floatprocessen - metalloxider - hårdare än glas - lågt emissionstal, ε ~0,15 Mjukbelagt glas - separat process (sputtering) - metaller - repkänsligt - extra lågt emissionstal, ε ~0,04
Belagt glas (LE-glas) Ucg = U-värde för glas (cg = glasmitt)
Belagt glas (LE-glas) Samma Ucg -värde, men mindre solenergitransmission (g-faktor)
Belagt glas (LE-glas) Värmesprickor !!!
Solenergi och ljus Solenergitransmission (total): g – faktor (värmetillförsel) Ljustransmission: LT, % (ljusinsläpp)
Egenskaper hos LE-glas • U-värde Solenergi, Ljus, • U (k) g-faktor LT • Hårdbelagt glas++ +++ ++ • B. Mjukbelagt glas +++ ++ +++ • C. Vanligt glas - ++ +++
Tysk glasreklam ”wer k sagt muss auch g sagen”
Positioner för glasytor 1 2 3 4 5 6 Kalla sidan - Varma sidan +
”Energigaser” S.k. inerta gaser (tunga) som minskar konvektionen. Finns i luft till < 1%. Alltså helt miljövänliga. Ej radioaktiva ! Glasavstånd för maximal effektivitet med 1 st LE-glas DubbelrutaTrippelruta Argon 15 17 Krypton 10 11 Xenon 7 9