Kombinerade bio- och solvärmesystem : Handbok för systemutformning

Syftet med denna skrift är att sammanställa den kunskap som finns beträffande kombinerade pellet- och solvärmesystem för att på så sätt stödja företagen i deras systemutveckling. Denna skrift behandlar erfarenheter som gjorts inom forskning på sol och pellet och omsätter dessa i praktiska råd för systemutformning. Förslag ges på systemutformning, olika tekniska lösningar samt hur systemen bör styras.När solvärme och pellet skall kombineras finns det många möjligheter att koppla ihop systemen. Det finns olika traditioner i olika länder, vilket gör att systemlösningarna varierar från land till land. En generell slutsats är dock att konventionella svenska pannor med inbyggd varmvattenberedning inte är lämpliga i konventionella solvärmesystem. Det ger komplicerade systemlösningar och det är svårt att åstadkomma bra skiktning i tanken.I ett solvärmesystem är det viktigt att tanken kan laddas ur på ett sådant sätt att kraftig skiktning erhålls. Det betyder att tankens botten skall kylas ner till temperaturen på ingående kallvatten och att tankens mellersta del skall kylas till samma temperatur som radiatorreturen. Om solfångaren även vintertid kan arbeta med att förvärma kallvatten av 10 till 20ºC fås en betydligt bättre verkningsgrad på solfångaren än om radiator returen skall förvärmas, som i bästa fall ligger på en temperaturnivå på mellan 30 och 40ºC. Av denna anledning skall radiator returen placeras en bra bit upp från botten i ackumulatortanken och tappvattnet skall förvärmas i en slinga som börjar i tankens botten. Om det finns ett VVC-system måste systemet anslutas på ett speciellt sätt så att inte tankens skiktning störs.En annan viktig parameter i tankens utformning är att värmeförlusterna hålls låga, detta är viktigt för att klara tappvattenlasten mulna perioder och för att hålla energianvändningen låg. I moderna hus där tanken placeras i boutrymmet blir det också en komfortfråga för att undvika över-temperaturer i rummet där tanken placeras. För att få en bra isolering måste man se till att det finns ett lufttätt skikt över hela isoleringen som dessutom sluter tätt mot röranslutningar. Ofrivillig själv-cirkulation i anslutande kretsar som kan kyla av och blanda om ackumulatortanken skall förhindras med backventiler.Vid design av solfångarkretsen måste överhettning och stagnation kunna klaras utan glykolnedbrytning eller andra skador. Partiell förångning innebär att man låter solfångaren koka på ett kontrollerat sätt så att endast ånga blir kvar i solfångaren. Vätska samlas i ett större expansionskärl och systemet återfylls när vätskan kondenserar. Dränerande system med enbart vatten är också en möjlighet, men kräver större noggrannhet vid installationen så att sönderfrysning undviks.Pelletkaminer (luftburna) ger god komfort och lågt elbehov i direktelvärmda hus med öppen planlösning, dvs. om värmen från kaminen kan spridas till alla rum utan att behöva passera genom mer än en dörröppning. Även i lågenergihus kan den luftburna kaminen vara lämplig. I hus med mer sluten planlösning krävs en vattenmantlad kamin med hög andel värme till vattenkretsen och ett vattenburet värmesystem. Det är viktigt att sådana system utformas korrekt för att komforten skall bli hög och elanvändningen låg. Brukarens aspekter och komfortkrav måste beaktas vid användning av kaminer, eftersom det krävs en temperaturskillnad mellan olika rum för att få värmespridning från det rum där kaminen är placerad.

OR-processen : En arbetsmetod för bättre arbetsmiljö genom Ordning & Reda

Under 2005 och 2006 har Tema Arbetsliv inom Högskolan Dalarna genomfört ett tillämpat forskningsprojekt inom ramen för projektet ”Attraktivt Arbete”. Projektet har haft arbetsnamnet OR - 2005 och har genomförts med syfte att pröva hur en arbetsmetod för ”ordning och reda”, en metod som utvecklats för verkstadsindustrin, kan anpassas för annan verksamhet.Tio företag/organisationer har medverkat i projektet. Processarbetet hos dessa har genomförts under perioden april till november 2005. Sammanlagt har ca 65 personer aktivt medverkat i projektet. Det totala antalet personer som berörts, direkt och indirekt av processarbetet uppgår till drygt 300 personer.Resultaten visar att metoden och arbetssättet är generellt och kan användas inom många olikartade verksamheter. Den skillnad som finns, och som metodens arbetssätt stöder, är de områden och faktorer som berörs av processen inom olika branscher. Samtliga medverkande företag/organisationer har kunnat använda metoden och även uppnått en bättre ordning & reda i sitt arbetssätt och/eller sin fysiska arbetsmiljö (lokaler och verktyg). Flera av företagen/organisationerna har även beskrivit att OR-processen förbättrar det dagliga arbetet som nu löper mer effektivt efter att processen genomförts. En viktig framgångsfaktor i OR-processen ligger i det att beslutade rutiner utgår från vad man på arbetsplatsen kan vara överens om. En annan viktig framgångsfaktor bygger på det engagemang som växer ur mätningen av framåtskridandet. Detta är även en av metodens styrkor – att resultatet av processen är kopplats till engagemanget hos chef och medarbetare.OR-processen kan i sig inte beskrivas som en metod för att specifikt hantera arbetsmiljöfrågor men det visar sig att många av de rutiner som tagits upp och som man på arbetsplatserna kommit överens om ligger inom arbetsmiljöområdet.OR-processen är lätt att använda, ger tydliga och snabba resultat som uppskattas av såväl ledning som medarbetare. Nyttan uppväger väl den insats som behövs i form av tid och engagemang.

Utveckling av webbaserat stöd : För att nå särskild behörighet för studier på högskolenivå för yrkesverksamma och elever på Byggprogrammet

Det är populärt att läsa Byggprogrammen på gymnasierna idag. Därför har de elever som börjar dessa program relativt höga ingångsbetyg, men saknar ibland motivation att studera, trots att kompetensen finns.Branschen behöver mer ingenjörer och utbildade arbetsledare. Det här projektet tillsattes därför för att undersöka möjligheterna till ett stöd inom matematik för dessa elever.Under perioden januari – juni 2009 har en pilotstudie genomförts. Syftet var att se över möjligheterna, från Högskolan Dalarnas sida, att stötta de här eleverna i sina matematikstudier. Studenter från högskolan skulle fungera som mattekompisar till eleverna på gymnasiernas Byggprogram i Dalarna.Till en början gjordes informationssökningar och benchmarking för att ta reda på om liknande verksamheter fanns i resten av landet och hur de i så fall fungerade.Därefter utstakades en plan, med exempel hämtade från andras goda erfarenheter, för hur det här stödet skulle kunna se ut. Det resulterade i en träff på högskolan i maj 2009, då gymnasieelever kom till högskolan och fick träffa lärare och studenter på Högskolan Dalarnas Byggprogram.Träffen fick få besökare, i förhållande till inbjudna elever, men gav ett positivt gensvar. De som kom var nöjda.Slutresultatet visar att den här typen av verksamhet borde fortsätta, förslagsvis inom ramen för projektet Teknikerjakten, för att alla uppsatta mål ska kunna nås. Det behövs mer samarbete mellan gymnasielärarna internt, mellan lärare på gymnasier och högskolor samt mer personlig kontakt mellan elever och studenter.

Knubbved istället för vanlig ved? : slutrapport från projekt Styckeved för småskalig eldning

Chunkwood is a wood fuel with a fuel particle length between 50 and 150 mm, i.e. with a sizebetween wood chips and conventional firewood. Chunkwood can be produced and handled asrational as wood chips and can dry during storage like conventional firewood. This is known sincelong. In project Smallwood for small scale heating we have investigated if chunkwood can be usedin a small scale as a fuel for heating detached houses in conventional firewood boilers as well asautomatically fed to a boiler in a similar way as wood chips. We have also compared completesystems for small scale production, distribution and heating with chunkwood, wood chips andconventional firewood.Storage of chunkwood produced for testing small scale boilers confirmed that chunkwood can dryduring storage at least as good as conventional firewood. Tests in different boilers for detachedhomes showed that chunkwood can be used in conventional firewood boilers as well as in automaticallyfed wood chips boilers. Chunkwood can be delivered to the customer to the same or lowercost as wood chips and firewood, but need much less handling by the customer than conventionalfirewood. However, if chunkwood is used in a conventional firewood boiler, it needs some handlingby shovel and wheelbarrow. Technical development of handling from the storage to the boiler isneeded. In a somewhat larger scale, e.g. a boiler for apartment blocks or a small district heatingsystem, chunkwood should be very interesting as a replacement of fuel pellets or fuel briquettes. Itwould be interesting with some projects, which in this scale demonstrates the whole system fromthe forest to heat.

Slutrapport för EU-projekt SolNET P22416-1

SolNET var den första europeiska forskarskolan för termisk solvenergi med 10 doktorander, där sju gemensamma doktorandkurser utvecklades och genomfördes under projektets gång. Projektet stöddes av EU-programmet Marie-Curie från juni 2006 till maj 2010.Centrum för solenergiforskning SERC vid Högskolan Dalarna deltog med en doktorand, Janne Paavilainen. SERC genomförde den första av doktorandkurserna, om dynamisk systemsimulering. 30 studenter deltog från 16 länder varav 22 var doktorander och tre var från industri.Under 2007 genomförde Paavilainen en teknoekonomisk utvärdering av mellanstora pellet- och solvärmesystem för närvärme som presenterades vid konferensen Eurosun 2008. Resultaten visar under vilka förutsättningar som solvärme kan vara ekonomisk lönsamt i närvärmesystem i Sverige och Finland. Paavilainen har varit medförfattare till en tidsskriftsartikel om SERCs simuleringsmodell för pelletspannor och –kaminer samt varit medförfattare till två tidsskriftsartiklar tillsammans med SPF (Schweiz) och TU Graz (Österrike) om en ny pannmodell för gas, olja och pellets. Dessa två validerade modeller i programmet TRNSYS används nu rutinmässigt i Sverige av SP och SERC och i Europa av ett flertal forskargrupper. Den nya pannmodellen som utvecklades med SPF och TU Graz har också införlivats i programmet Polysun som används av flera hundra användare runt hela världen, inkl. SERCs magisterstudenter.

Slutrapport för EU-projekt Polysmart P22374-1

Följande sammanfattar erfarenheterna inom projektet:- Besparing av primärenergi är väldigt beroende av ett fåtal faktorer där primärenergi faktor för generering av el till nätet är avgörande. I projektet använde man termen ”non-renewable primary energy” där förnybara källor som bioenergi och även sopförbränning har väldigt låga värden. Om man använder den europeiska mixen för elproduktion ger enbartkraftvärme nästan alltid besparing av primär energi. Det samma gäller system där man använder förnybar energi eller sopförbränning. För system med trigenerering som använder fossila bränslen måste man ha både hög andel elproduktion från kraftvärmeaggregatet och relativt hög COP för den värmedrivna kylmaskinen om man ska få en besparing av primärenergi.- Systemen är komplexa och man har lärt sig mycket inom projektet. Dock har man inte kommit så långt som standard systempaket.- Elförbrukning är oftast högre än förväntat och i verklighet högre än specificerat.- Värmesänkan i systemet är en nyckelkomponent som är kritiskt för bra systemprestanda. Mer FoU krävs för att få fram komponenter som lämpar sig väl till sådana system (och som skulle också gynna andra system).- Mätning av systemet med tillhörande analys har behövts för att förbättra systemprestanda, vilket är kopplat till att system är komplexa och att det inte fanns en grundläggande kompetens i början av projektet hos alla partners.- Lovande nischmarknader har identifierats men de kräver förmodligen paketlösningar som inte finns på marknaden än.- Man ska enbart täcka baslasten med trigenereringssystem.- Koppling med fjärrvärme kan fungera bra men leverantören måste acceptera relativt höga returtemperaturer.

Provningsmetod för integrerade sol-biosystem : Årsverkningsgrad genom korttidsmätning

Test method for integrated solar- biomass systems - Long term prediction trough short term measurementsSP Technical Research Institute of Sweden and SERC, Dalarna University have in cooperation developed a test method for integrated solar and biomass systems. The test method is performed under six days including two summer days, two winter days and two spring/autumn days true to real weather conditions and loads for a single family house. The aim of the test method is to get information about a Combisystem’s annual performance and operation throughout a short term test. Seven different solar Combisystems have been tested within the project together with a pellet boiler without solar collectors. In addition to that a comparative testing has been performed at the two laboratories at SP and at SERC on the same Combisystem. The test method developed within the project has been proved to withstand the aim of the project, which is to be able to compare the performance between the systems. The test method is also suitable for identification of possible operation problems so they can be taken care of and consequently improves the system.The project and the system testing reveal that it is in general favorable to combine biomass pellets with solar heating. Pellet boilers has normally a low performance during the summer period but combined with a solar collector the boiler can be switch off during this period. There are however big differences in performance between the tested. The efficiency of the pellet boiler is highly dependent of the operating conditions and elements like heat losses from the system, system configuration and control strategy have great influence of the performance of the system and the emissions. On the other hand, the performance and the size of the solar collectors have a minor effect on the overall system performance. There is obviously a big potential for improvement of the system´s performance and the developed test method is an essential way to implement this perfection.

Underlag för utökad besiktning av bio- och solvärmesystem : Formulär med analyshjälp

Det är svårt att på ett genomarbetat sätt, kontrollera en solvärmeanläggning som är i drift och det blir svårare när solvärmesystemet skall samverka med en biobränsleanläggning, som har sina speciella egenheter. Det enklaste och, som det kan tyckas, bästa sättet att kontrollera om en solvärmeanläggning fungerar, är att beräkna utifrån en värmemängdsmätare, som förhoppningsvis finns i anläggningen, hur mycket energi per m2 aktiv area som solfångaren har producerat per år. Om produktionen ligger mellan 300 – 350 kWh/m2 så är det bra. Det är dock så att en solvärmeanläggning borde kunna producera betydligt mer värme om den bara ges lite bättre förutsättning eller att den faktiskt kan ge mindre, men ändå uppfylla de krav som ställdes. Det behöver inte nödvändigtvis vara antalet producerade solfångar-kWh värme som är högt utan det viktigaste kanske är att antalet inbesparade kWh biobränsle är många. För att kunna få ett grepp om hur en solvärmeanläggning fungerar i sitt sammanhang så bör det totala systemet redovisas framför allt med avseende på: -Värmedistributionssystemets uppbyggnad. Var och när finns kallt vatten som ska värmas samt hur mycket.-Energi- och effektnivåer för olika delar av systemet och fram för allt under sommaren-Vilka pannor och bränslen som används, framför allt med betoning på reglerbarhetSolvärmekretsen, som inte är speciellt annorlunda utformad än i andra lite större solvärmeanläggningar ges i den här rapporten relativt stort utrymme, eftersom den samlade kompetensen bland de som gör besiktningar och kontroller inte är så hög. De delar som berörs mest är:-Trycket i solvärmeanläggningen med avseende på expansionskärlets förtryck, systemets uppfyllnadstryck och driftsfunktioner-Flödet i anläggningen som inriktar sig på luftmedryckning, flödesfördelning och vanliga flödeshastigheter-Solfångarnas energi- och värmeeffektproduktionHuvuddelen av underlagsmaterialet bör ha samlats in före besöket, genom att försöka få tag på:-Förstudier för solvärme- och pannanläggning-Förfrågningsunderlag för i första hand solvärmeanläggningen-Driftstatistik-Data på hur det totala systemet ser ut.Dessa data bör bearbetas innan besöket på plats vilket skall inkludera en genomgång av driftsansvarig vilket kompletteras med en guidad tur genom anläggningen. Besöket bör också vara förberett hos driftsansvariga så att stegar för att komma åt solfångarna finns framtagna och de säkerhetsselar som skall finnas vid okulär inspektion finns tillgängliga. Efter avslutad på platsen kontroll ska en besiktningsrapport skrivas. Mycket underlagsberäkningar ska skickas med som bilaga samt en lista med punkter som syftar till att få en effektivare sol- och biobränsleanläggning.

Underlag för utökad besiktning av sol- och biovärmesystem

Det är svårt att på ett genomarbetat sätt, kontrollera en solvärmeanläggning som är i drift och det blir svårare när solvärmesystemet ska samverka med en biobränsleanläggning, som har sina speciella egenheter.Det enklaste och, som det kan tyckas, bästa sättet att kontrollera om en solvärmeanläggning fungerar, är att beräkna utifrån en värmemängdsmätare, som förhoppningsvis finns i anläggningen, hur mycket energi per m2 aktiv area som solfångaren har producerat per år.Om produktionen ligger mellan 300 – 350 kWh/m2 är det bra. Det är dock så att en solvärmeanläggning borde kunna producera betydligt mer värme om den bara ges lite bättre förutsättning eller att den faktiskt kan ge mindre, men ändå uppfylla de krav som ställdes. Det behöver inte nödvändigtvis vara antalet producerade solfångarkWh värme som är högt utan det viktigaste kanske är att antalet inbesparade kWh biobränsle är många.För att kunna få ett grepp om hur en solvärmeanläggning fungerar i sitt sammanhang bör det totala systemet redovisas framför allt med avseende på:• Värmedistributionssystemets uppbyggnad. Var, när och hur mycket kallt vatten ska värmas?• Energi- och effektnivåer för olika delar av systemet, framför allt under sommaren?• Vilka pannor och bränslen används, framför allt med betoning på reglerbarhet?Solvärmekretsen, som inte är speciellt annorlunda utformad än i andra lite större solvärmeanläggningar, ges i den här rapporten relativt stort utrymme, eftersom den samlade kompetensen bland de som gör besiktningar och kontroller inte är så hög. Mest berörda delar är:• Trycket i solvärmeanläggningen med avseende på expansionskärlets förtryck, systemets uppfyllnadstryck och driftsfunktioner• Flödet i anläggningen som inriktar sig på luftmedryckning, flödesfördelning och vanliga flödeshastigheter• Solfångarnas energi- och värmeeffektproduktionHuvuddelen av underlagsmaterialet bör ha samlats in före besöket, genom att försöka få tag på:• Förstudier för solvärme- och pannanläggning• Förfrågningsunderlag för i första hand solvärmeanläggningen• Driftstatistik• Data på hur det totala systemet ser utDessa data bör bearbetas innan besöket på plats, vilket ska inkludera en genomgång av driftsansvarig kompletterat med en guidad tur genom anläggningen. Besöket bör också vara förberett hos driftsansvariga så att stegar för att komma åt solfångarna finns framtagna och de säkerhetsselar, som ska användas vid okulär inspektion, finns tillgängliga.Efter avslutad på-platsen-kontroll ska en besiktningsrapport skrivas. Mycket underlagsberäkningar ska skickas med som bilaga samt en lista med punkter som syftar till att få en effektivare sol- och biobränsleanläggning.

Ett bad när som helst : Dimensioneringsråd för varmvatten

Rapporten Ett bad när som helst - Dimensioneringsråd för varmvatten är framtagen av Johan Vestlund inom delprojekt Sol- och biovärme.Syftet med studien är att utreda vilka kriterier som gäller i en ackumulatortank med dubbla varmvattenslingor för att i alla situationer kunna leverera tillräckligt med varmvatten för en badkarsuppfyllning. Enkla underlag för att beräkna erforderlig slinglängd har tidigare saknats och tidsödande provning har behövt genomföras för att optimera varmvattenkapaciteten i ackumulatortankar. I denna rapport presenteras ett nomogram (figur 4, sida 13) som visar sambandet mellan be-redskapsvolym, temperaturnivå och slinglängd för att uppfylla Boverkets byggregler för ett småhus.Att tillräcklig varmvattenkomfort erhålls är viktigt, också för att kunden ska bli nöjd med ett solvärmesystem. Att detta kan ske vid rimliga tanktemperaturer på 60-65 °C är viktigt för att solvärmetillskottet ska bli högt. Ökad varmvattenkomfort ökar energibehovet och minskar solvärmebidraget varför det är viktigt att dimensionera korrekt. Utgångspunkten för att bygga ett effektivt solvärmesystem är därför att först utgå från en korrekt dimensionerad varmvattenkapacitet.Mängd varmvatten som det går att få ut från en ackumulatortank bestäms av volymen på det uppvärmda vattnet i tankens topp, temperaturen i tanken, och slingornas längd och placering.