Assistance til udvikling af nye/bedre anlæg

1. Assistance til udvikling af nye/bedre anlæg Simon Furbo Jørgen M. Schultz Jianhua Fan DTU BYG Danmarks Tekniske Universitet 2800 Kgs. Lyngby Tel.: +45 45 25 18 57, Fax: +45 45 93 17 55 E-mail: sf@byg.dtu.dk

2. Assistance til udvikling af nye/bedre anlæg Første fase, 2005-2007 • Indkaldelse af forslag, maj 2005 • Fabrikanter og rådgivere stillede 9 forslag om projekter, maj-juni, 2005 • To forslag blev udvalgt til gennemførelse, juni, 2005: Aidt Miljø A/S: Effektivitet af luft-/væskesolfanger Nilan A/S & METRO THERM A/S: Beholderoptimering for små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning • Gennemførelse af de to projekter, juli, 2005 – maj, 2007 Anden fase, 2007-2009 • Indkaldelse af forslag, maj 2007 • Fabrikanter og rådgivere stillede 10 forslag om projekter, maj-juni, 2007 • To forslag blev udvalgt til gennemførelse, juni, 2007: Grundfos A/S: Fordele ved ny Grundfos cirkulationspumpe, type SOLAR 15-65 Sunarc A/S: Fordele ved antirefleksionsbehandlede glas i praksis • Gennemførelse af de to projekter, juli, 2007 – april, 2009

3. Eksperimentelle undersøgelser af små low flow solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning baseret på kappebeholdere

4. Små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning High flow Spiralbeholder Low flow Kappebeholder Solfanger Solfanger Supplerende energikilde Supplerende energikilde Spiralbeholder Kappebeholder Varmt vand Koldt vand Varmt vand Koldt vand

5. Fordele ved low flow kappebeholderanlæg sammenlignet med high flow spiralbeholderanlæg • Ekstra ydelse: 10-25% • Forbedret ydelse/pris forhold: 39% • lille pumpe, små rør, reduceret solfangervæskevolumen, lettere installation • Reduceret kalkudfældning: 2,5 gange Kalk efter 3 års drift SpiralbeholderKappebeholder

6. Solfanger Supplerende energi Supplerings-volumen Kappe Solvolumen Beholder Varmt vandKoldt vand Ph.D. rapport ”Investigation and optimisation of heat storage tanks for low-flow SDHW systems”, Søren Knudsen. Rapport nr. R-075 fra BYG.DTU, DTU, 2004. Kan downloades fra www.byg.dtu.dk, publications, Scientific Reports.

7. Markedsførte kappebeholdere kan forbedres væsentligt ved simple designændringer 20% ekstra ydelse ved: • Forøget højde/diameter forhold • Reduceret kappehøjde • Lavere niveau for kappeindløbet • Forøget isoleringstykkelse for beholderens sider Yderligere forbedringer kan opnås med beholdermateriale med lav varmeledningsevne

8. Formål med eksperimentelle undersøgelser • At dokumentere at ydelsen for små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning kan forøges ved små designændringer af markedsførte kappebeholdere

9. Side-by-side laboratorie afprøvning af to små solvarmeanlæg med forskellige kappebeholdere

10. Solfangere ST-NA fra Arcon Solvarme A/S

11. Kappebeholdere • Beholdervolumen: 189 l • Supplerende volumen: 86 l • Supplerende volumen opvarmes af 1000 W elpatron til: 51°C

12. Kappebeholdere Danlager 1000 Test tank 60 x 60 x 181 cm kabinet 60 x 60 x 197 cm kabinet Tankisolering: PUR skum

13. Afprøvningsbetingelser • Prøveperiode: 12. marts, 2006 – 22. maj, 2007 • Ens prøvebetingelser for begge anlæg • Varmtvandsforbrug: 100 l/dag opvarmet fra 10°C til 50°C, svarende til 32,2 kWh/uge • Varmtvandsforbrugsmønster: Varmt vand tappes kl. 7:00, kl. 12:00 og kl. 19:00 i tre lige store dele

14. Definitioner • Nettoydelse: Tappet energi – Supplerende energi • Dækningsgrad: Nettoydelse/Tappet energi • Relativ ydelse: Nettoydelse for solvarmeanlægget med test tanken/nettoydelse af solvarmeanlægget med Danlager 1000

15. Målte energistørrelser for 40 uger i afprøvningsperioden: 8. maj, 2006 – 8. maj, 2007 Ekstra ydelse for anlæg med test tank: 13%

16. Relativ ydelse Relativ ydelse: Nettoydelse for solvarmeanlægget med test tanken/nettoydelse af solvarmeanlægget med Danlager 1000 Dækningsgrad for anlæg med Danlager 1000 Skønnet ekstra årlig ydelse for anlægget med test tanken: 15%

17. Konklusion • Forholdsvis små designændringer af markedsførte kappebeholdere kan resultere i forholdsvis store forøgelser af ydelsen af små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning • Test tanken har en udmærket udformning Anbefalinger Markedsførte kappebeholdere bør have: - Et højt højde/diameter forhold • Forøget tykkelse af isoleringen på siden af beholderen • Kappeindløbet placeret et stykke fra toppen af kappen

18. Fordele ved ny Grundfos cirkulationspumpe, type SOLAR 15-65

19. Med SOLAR 15-65 Fleksibel solfangerkreds • Let installation • Reduceret varmetab fra rør

20. Side-by-side test af to små low flow solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning Afprøvningsperiode: December, 2007 – april, 2009 Solfangere: ST-NA fra Arcon Solvarme A/S, 2,51 m² Varmelagre: Danlager 1000 fra Nilan A/S, 189 l kappebeholder. Øverste 86 l opvarmet til 51°C af 1000 W elpatron Solfangerkredse: • 33 m 10/8 mm kobberrør isoleret med 9 mm INSUL-TUBE og SOLAR 15-45 • 23 m ”lifeline” fra Thermo Dynamics Ltd og SOLAR 15-65 ¼” varmt kobberrør 5/16” koldt kobberrør

21. Afprøvningsbetingelser • Prøveperiode: 22. december, 2007 – 18. januar, 2008 • Ens prøvebetingelser for begge anlæg • Varmtvandsforbrug: 100 l/dag opvarmet fra 10°C til 50°C, svarende til 32,2 kWh/uge • Varmtvandsforbrugsmønster: Varmt vand tappes kl. 7:00, kl. 12:00 og kl. 19:00 i tre lige store dele

22. Solbestrålingsstyrke den 16. januar 2008

23. Volumenstrøm og pumpeeffekt den 16. januar 2008Solvarmeanlæg med normal solfangerkreds og SOLAR 15-45

24. Volumenstrøm og pumpeeffekt den 16. januar 2008Solvarmeanlæg med lifeline og SOLAR 15-65

25. Målte energistørrelser for første 4 uger 22. december, 2007 – 18. januar, 2008

26. Fortsatte undersøgelser • Pumpeeffekt ved forskellige driftsforhold • Volumenstrøm ved forskellige driftsforhold • Ydelsens afhængighed af volumenstrømmen • Ydelsesmæssig fordel ved SOLAR 15-65 og lifeline • Test af andre solpumper