Fjernvarmeforsyning
Fra energiwiki.dk
Fjernvarme er den mest anvendte varmeforsyning i Danmark. Ca. 62% af samtlige boliger er tilsluttet et fjernvarmenet.
Indholdsfortegnelse |
Systemtyper
Man taler som hovedopdeling om to forskellige typer anlæg:
- Direkte tilslutning
- Tilslutning via varmeveksler
Ved den direkte tilslutning er det vand fra værket, der cirkuleres direkte ud til forbrugerens radiatorer. Alternativt kan forbrugerens anlæg tilsluttes via varmeveksler, så varmeværkets vand løber til en varmeveksler installeret hos forbrugeren, hvor det varmeveksles med vand i forbrugerens interne varmeanlæg. Vandet i radiatorerne kommer således ikke i direkte berøring med vandet fra fjernvarmeværket. Figur 1 og 2 viser en principskitse af de to anlægstyper.
Hvilken type tilslutning der skal vælges, afhænger af flere parametre som f.eks. korrosionsforhold, vandkvalitet og tilladelige tryk.
Eksisterende værker har regler for, hvilken type tilslutning der skal vælges, og disse regler skal følges. Det bunder ofte i geografiske forhold. En betingelse for direkte tilslutning er, at fjernvarmenettet er placeret i en fladt landskab. Er landskabet kuperet, kræves ofte tilslutning via varmeveksler.
Når man skal tilslutte forbrugere, som tidligere har haft egen forsyning, til et fjernvarmenet, skal man sikre sig, at deres interne installation trykmæssigt vil kunne klare tilslutningen. En privat oliefyret installation vil f.eks. typisk tidligere være trykprøvet til 2-3 bar. En direkte tilslutning til fjernvarmenettet kræver, at den interne installation skal trykprøves til 10 bar. Hvis den eksisterende installation ikke kan klare dette, må tilslutningen ske via varmeveksler.
Endelig skal nævnes, at vandkvaliteten på fjernvarmevandet kan være afgørende for tilslutningsmåden. Nærmere oplysninger kan fås hos fjernvarmeleverandøren.
Værd at huske
- Et varmeanlæg skal ikke kun installeres. Det skal også indreguleres og vedligeholdes.
- Varmeflader og plader i varmeveksler skal holdes rene for at øge virkningsgraden.
- Det er ikke tilladt at etablere dobbelt-shunt i fjernvarmeanlæg.
- Omløb i brugerinstallationer bør undgås af hensyn til energieffektivitet og afkøling.
Kraftvarmeanlæg
Fjernvarme kan enten produceres alene eller i samproduktion med el, kaldet kraftvarme. Ved produktion af fjernvarme alene kan der forventes en virkningsgrad på 70-75 % på det totale fjernvarmesystem, dvs. efter tab i ledningsnet. Hvis der alene blev produceret el på et værk, ville systemets totalvirkningsgrad fratrukket ledningstab kunne forventes at ligge på ca. 40 %.
Ved en kombineret kraftvarme-produktion kan totalvirkningsgraden for systemet (efter ledningstab i både el- og fjernvarmeledninger) komme op over 70 %. En afgørende faktor vil her være tabet i fjernvarmeledningsnettet. Figur 3 illustrerer de forskellige typer anlæg. Her fremgår også forventede virkningsgrader for individuelle olie- og gasfyrede anlæg. Industriel kraftvarme omtales i kapitlet om [Egenproduktion - Systemtyper for varmeproduktion].
Dimensionering og driftsforhold
For at sikre en energimæssig, miljømæssig og økonomisk fordelagtig drift af fjernvarmesystemet er det vigtigt, at afkølingen, og dermed udnyttelsen af vandet, bliver størst mulig. De fleste steder vil en afkøling hos forbrugeren på 35-40 °C være acceptabel. Det afhænger dog af fremløbstemperaturen, idet en lav fremløbstemperatur gør det vanskeligt at køle vandet så meget. Tilsvarende kan en høj fremløbstemperatur betyde krav om større afkøling.
Ved dimensionering af fjernvarmetilsluttede anlæg, skal man altid starte med at indhente oplysninger fra fjernvarmeleverandøren om fremløbstemperaturer, afkølingskrav, tryktrin, differenstryk m.v. Disse oplysninger fremgår af fjernvarmeselskabets tekniske leveringsbestemmelser.
Der er gennem de seneste 50 år sket et mærkbart fald i bygningers varmetab og som følge deraf også i bygningers varmebehov. Omkring 1950 regnede man med et varmetab på ca. 150W/m2, hvorimod tallet i dag er på omkring 20 %, som svarer til cirka 30 W/m2.
I områder, hvor kommunalbestyrelsen har vedtaget lavtemperaturdrift på fjernvarmen, dimensioneres distributionsanlægget efter en fremløbstemperatur på 70 °C og en returtemperatur på 30 °C ved en udetemperatur på -12°C. Lavtemperaturbestemmelserne er nu fjernet fra bygningsreglementet og der henvises til normerne DS469, DS452 og fjernvarmeselskabets tekniske leveringsbestemmelser.
Natsænkning
Natsænkning af rumtemperaturen kan være med til at reducere bygningens energiforbrug, men kan ved uhensigtsmæssig udførelse forringe afkølingen af fjernvarmevandet betydeligt. Nat- og weekendsænkning skal derfor udføres, så spidsbelastningen om morgenen – og især mandag morgen – reduceres mest muligt. Stor „morgenspids“ medfører:
- Dårlig afkøling
- Behov for større ledningsdimensioner
- Behov for større pumper
- Behov for start af spidslastkedler
- Større miljøbelastning
Afregning
Det er fjernvarmeselskabet, der bestemmer hvilken afregningsform, der anvendes, og hvordan fordelingen mellem det faste bidrag og det variable bidrag er. Ofte er der forskellige modeller for forskellige kundegrupper. Der findes mange forskellige afregningsmodeller, men typisk sker afregning som en tredeling:
- Abonnementsbidrag: Der betales et fast beløb for leje af måler, administration samt andre af værkets kapacitetsomkostninger.
- Fast bidrag: Der afregnes et fast beløb oftest efter BBR-arealet eller efter m3 rum, der skal opvarmes. Der kan også afregnes efter installeret varmeflade/effekt, varmetab, mængdebegrænsning eller en kombination af de nævnte.
- Variabelt bidrag: Der afregnes efter forbrugt energimængde eller forbrugt antal m3 fjernvarmevand.
Afregningen for en periode er herefter summen af de tre bidrag. Hvis forbrugsbidraget afregnes efter m3-forbrug, betaler forbrugeren for det antal m3 fjernvarmevand, der forbruges. Jo bedre forbrugerens anlæg kan køle vandet, des billigere varme. Derfor tilrådes rigelig radiatorkapacitet. Derved bliver afkøling på returvand til værket god, og dette er med til at sænke energiforbruget, forbedre miljøet og spare penge.
Ulempen ved m3-afregningen er imidlertid uretfærdigheden i, hvor på nettet man er tilsluttet. En forbruger, der har indgangstemperatur på 85-90 °C vil bruge færre m3 vand end en forbruger, der kun har omkring 65 °C i indgangstemperatur. Hvis forbrugsbidraget afregnes efter energimængde, betaler forbrugeren efter den energimængde, der tages ud af fjernvarmevandet, i princippet temperaturforskellen mellem frem- og returløbs-temperaturen.
Ofte er afregningen kombineret med en „motivationstarif”, som træder i kraft, hvis afkølingen er mindre end f.eks. 35 °C. Tilsvarende gives belønning for bedre afkøling. Det skal dog anføres, at det er væsentligt lettere og kræver mindre radiatorer at køle vandet 35 °C, hvis indgangstemperaturen er over 80 °C, end hvis indgangstemperaturen ligger omkring 65 °C. Så forbrugeren med lav indgangstemperatur kan stadig føle afregningsformen uretfærdig.
Det anbefales, at nybyggeri opføres med en større radiatorkapacitet end det, der er minimumskrav i bygningsreglementet/normen. Det vil dels give en bedre afkøling af fjernvarmevandet, og det vil også sikre den hurtighed i reguleringen, som forbrugerne ofte ønsker. Ligeledes bør man altid vælge to-strengede radiatoranlæg, som giver bedre afkøling. Ved tilslutning af en-strengede anlæg skal disse forsynes med regulering efter udetemperatur.
En mulighed for udligning af de nævnte uretfærdigheder er forsøgt ved forskellige kombinationstariffer som f.eks. energimængden multipliceret med en kvalitetsfaktor, som er summen af fremløbs- og returtemperatur divideret med 100 °C.Yderligere information omkring afregning kan fås i tarifvejledningen fra Dansk Fjernvarme.
Brugsvandsanlæg
Ved opbygning af varmeanlæg skal der sikres et hensigtsmæssigt størrelsesforhold mellem rumopvarmningsbehovet og opvarmningskapaciteten for varmt brugsvand. Det opnås ved, at der sikres en rimelig belastningsudjævning i brugsvandsanlæg med høj spidsbelastning i forhold til rumopvarmningsbehovet.
Brugsvandsanlæg dimensioneres for en fjernvarmefremløbstemperatur på 60 °C og en afkøling på mindst 30 °C.
I varmtvandsinstallationer kan der opstå problemer med højt indhold af legionellabakterier. Sundhedsstyrelsen anbefaler, at vandet i varmtvandsbeholdere altid holdes over 55 °C. Det er en energiøkonomisk dårlig løsning, og den medfører øget kalkudfældning i installationerne og skoldningsrisiko.
Der er mange andre måder at minimere risikoen for legionella på:
- Hold koldtvandstilslutningen under 20 °C.
- Fjern ikke-anvendte rørstrenge og tapsteder, så blinde ender undgås.
- Ombyg eventuelt eksisterende anlæg for at minimere vandets opholdstid i rørene.
- Dimensionér beholdere optimalt for at begrænse vandets opholdstid i beholderen.
- Udslam jævnligt varmtvandsbeholdere.
- Overvej decentral varmtvandsproduktion.
- Overvej el-tracing af tilkoblingsledninger.
Cirkulation af varmt brugsvand er nødvendig i større anlæg, men ved udførelse skal det sikres, at det ikke ødelægger temperaturlagdelingen i varmtvandsbeholderen eller veksleren og dermed forringer afkølingen af fjernvarmen. Cirkulationen må derfor aldrig tilsluttes koldtvandstilgangen til beholderen eller veksleren. På varmtvandsbeholderen skal cirkulationsledningen tilsluttes i beholderens øverste halvdel, og indløbshastigheden begrænses mest muligt.
Ved brug af brugsvandsvarmeveksler skal der anvendes en „5-benet”- veksler, altså en veksler, hvor cirkulationen kommer direkte retur til en separat studs på selve varmeveksleren. Figur 4 viser tilslutning af brugsvandsvarmeveksler eller varmtvandsbeholder med cirkulation.
Gode råd
- Ved etablering af fjernvarmeinstallationen skal man sikre, at varmt brugsvand kan produceres i sommerperioden, uden at hele varmeanlægget skal være i drift.
- Indregulering af fjernvarmeinstallationen – ikke mindst radiatorkredsløb – er af stor betydning for en sikker drift med optimal afkøling.
- Reguleringsudstyret bør afprøves mindst én gang om året, og det anbefales udført af en montør med certifikat fra Fjernvarmebranchens registreringsordning for servicemontører – FjR-ordningen.
- Allerede i etableringsfasen bør der tænkes på, at anlægget skal være servicevenligt.
- Ved overgang til fjernvarme skal det undersøges, om der er behov for ændringer i varmeanlægget, herunder sløjfning af dobbeltshunte og decentrale varmtvandsbeholdere i radiatorsystemet.
- Der bør føres en driftjournal hvor tryk, temperaturer og forbrug noteres på dag, uge eller månedsbasis.
- Gulvvarmeanlæg bør udføres med variabel flow og fremløbstemperatur frem for pulserende drift eller udføres med returbegrænsning.
- Blandesløjferegulering i gulvvarmeanlæg og en-strengede varmeanlæg bør være med returføler eller returregulering.
- Eventuelle omløb bør være termostatstyrede.
- Giv gode råd om besparelser til den enkelte bruger. Se på www.fjernvarme.dk.
Kilder og yderligere oplysninger
- www.fjernvarme.dk
- Varme Ståbi, 2009
- Dansk Fjernvarmes vejledning om Bedre brugerinstallationer
- DS 469. Norm for varmeanlæg med vand som varmebærende medium
- DS452 Norm for teknisk isolering
- SBI anvisning nr. 175, varmeanlæg
