Det här verket har digitaliserats vid Göteborgs universitetsbibliotek och är fritt att använda. Alla tryckta texter är OCR-tolkade till maskinläsbar text. Det betyder att du kan söka och kopiera texten från dokumentet. Vissa äldre dokument med dåligt tryck kan vara svåra att OCR-tolka korrekt vilket medför att den OCR-tolkade texten kan innehålla fel och därför bör man visuellt jämföra med verkets bilder för att avgöra vad som är riktigt. Th is work has been digitized at Gothenburg University Library and is free to use. All printed texts have been OCR-processed and converted to machine readable text. Th is means that you can search and copy text from the document. Some early printed books are hard to OCR-process correctly and the text may contain errors, so one should always visually compare it with the ima- ges to determine what is correct. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 C M Rapport R13:1984 Täby-projektet Energisnåla hus i Täby Nils-Eric Lindskoug i institutet för j 8YGGD0KUMENTATÎ0N I Accnr I Plac ^ R13 :1984 TÄBY-PROJEKTET Energisnåla hus i Täby Nils-Eric Lindskoug Denna rapport hänför sig till forkninganslag 760756-3 från Statens råd för byggnadsforskning till Tyréns Företagsgrupp AB, Stockholm I Byggforskningsrådets rapportserie redovisar forskaren sitt anslagsprojekt. Publiceringen innebär inte att rådet tagit ställning till åsikter, slutsatser och resultat. R13 : 1984 ISBN 91-540-4076-0 Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm Liber Tryck Stockholm 1984 3INNEHÄLLSFÖRTECKING: FÖRORD ......................................... 5 0 SAMMANFATTNING ......................... 7 1 INLEDNING.......................... 13 1.1 Allmän inriktning ..................... 13 1.2 Syftet med denna rapport............ 13 1.3 Målsättningen för Täby-projektet som helhet........................ 14 1.4 Målsättning med särskild hänsyn till samhällsnyttan ....................... 15 1.5 Målsättningen med särskild hänsyn till de i projektet medverkande....... 16 2 PROJEKTETS UPPLÄGGNING OCH GENOMFÖRANDE 20 2.1 Valet av energibesparande system .... 20 2.2 Valet av kombinationer............. 21 2.3 Organisation av genomförande och utvärdering........................ 22 2.4 Beskrivning av husen - referenser till delredogörelse och till bilagor . 23 3 MÄTNINGAR.......................... 38 3.1 Kort beskrivning.................... 38 3.2 Mätstorheter och bedömd noggrannhet . . 39 3.3 Mätvärdenas behandling och mätvärdesfel 40 4 ENERGIBALANSER ......................... 41 4.1 Principer.......................... 41 4.2 Bearbetning av ett antal 14-dagarsmedelvärden ................ 44 4.3 Entalpiförluster - avdunstningsvärme . . 67 4.4 Simuleringar med TRNSYS........... 70 4.5 Styrsystem för temperatur och luftflöden 77 4.6 Årsbalanser med huvudsakligen manuella korrigeringsberäkningar. Perioderna maj 79 - maj 80 samt maj 80 - maj 81. . 85 4.7 Känslighetsanalys, felkalkyl .......... 126 4.8 Översikt av resultaten samt beräkning med ledning av klimatdata och husdata . 135 4.9 Sammanfattande slutsatser ............ 151 5 JÄMFÖRELSE MED ÖVRIGA UTVÄRDERINGAR . . 153 5.1 Ventilation med värmeväxling .......... 153 5.2 Värmepumpar......................... 169 5.3 Solvärmesystem....................... 182 46 DISKUSSION OCH SLUTSATSER ............ 188 6.1 Tekniska huvudresultat i jämförelse med målsättningen ......................... 188 6.2 Översikt av de tekniska systemens teore­ tiska ekonomi med hänsyn till prak tiskt uppnåelig funktion ............ 191 6.3 Resultatens pålitlighet .............. 203 6.4 Sammanfattning av vetenskapliga och praktiska resultat från Täby-projektet - resultatens generalitet ............ 204 7 MÄTDATA FRÄN TÄBYPROJEKTET POR HUGADE FORSKARE..................... 209 7.1 Inledning................................209 7.2 De automatiska mätningarna ............ 209 7.3 Övriga mätdata........................... 211 BILAGOR: 1 Beskrivning av installationer - vissa detaljer..................................212 2 Mätsystem och mätningar .............. 216 3 Plot av Q, vädring m m från regressions­ analyser ..................................232 4 Diverse ingångsdata för beräkningar . . 239 5 Driftstörningar från inflyttningen 77-78 tom försommaren 1980 ................ 247 6 Specialhuset 22S, vissa försök som bekostats av diverse intressenter från näringslivet ........................... 265 7 Mätvärdesfel från automatiska registre­ ringar av energiflöden mätåret 1980-81 272 FORORD Idén till projektet föddes på våren 1974 vid ett sam­ manträde med Energiprogramkommittén. Nils-Eric Lind- skoug fick då i uppdrag att göra en utredning om provhus åt BFR. Vid årsskiftet 1974/75 inriktades arbetet på ett mer konkret projekt och arkitekten Gunnar Larsén kom med i arbetet. Därnäst togs kontakt med ABV* efter dis­ kussioner med SBEF**. Svenska Fläktfabriken åtog sig omgående ansvar för "installationer". "Mätningar" skulle i förstone upphandlas av WALLAC OY men BFR avsåg att starta en mätcentral vid KTH, var­ för ansvaret sedermera överfördes dit. Via ABV kom Täby kommun in i bilden och rätt snart inriktades arbetet på området vid Byle gård. En bärande idé var att väl avgränsade ansvarsområden skulle utstakas. Byggande, installationer samt mät­ ning var de tre huvudområdena. Dessutom tillkommer själva utvärderingen, för vilken ansvaret givetvis måste vara delat. Under loppet av 1975 blev det uppenbart att målsätt­ ningen för vårt projekt mycket nära sammanföll med en av målsättningarna för CDLs*** arbete med energisnåla hus. När sedermera på våren 1976 en styrgrupp för projektet konstituerades ingick CDL som medlem i den­ na. CDL lämnar dessutom direkt ekonomiskt stöd till projektet, ett stöd på likartade villkor som det byggforskningen ger. I styrgruppen blev Lennart Öst­ man från ABV ordförande (dåvarande ledamot av BFR - sedan överdirektör i Fortifikationsförvaltningen). Styrgruppens ledamöter: Ordförande : Direktör Lennart Östman ABV (f d) Projektledare : Civ ing Nils-Eric Lindskoug TYRENS * ABV = Armerad Betong Vägförbättringar AB ** SBEF = Svenska Byggnadsentreprenörföreningen CDL = Centrala driftledningen, samarbetsorgan för elkraftproducenter *** Bitr projektledare (från 781002): Lars-Ove Eriksson BALKENKONSULT (f d) Övriga ledamöter: Direktör Sven Andersson Civ ing Gunnar Berkowicz Sv Fläktfabriken (f d Platzer Bygg, AGA Innovation AB) Vattenfall FFNS Gruppen AB ABV C DL Inst f Installa­ tionsteknik, CTH, styrelseledamot i Vattenfall Inst f Mekanisk Värme o Kyla, KTH, AGA Innovation AB Inst f Byggnads­ teknik, KTH Civ ing Lars Hannervall Ark SAR Gunnar Larsén Civ ing Per Nordesjö Civ ing Jan Randers Professor Enno Abel Tekn lic Eric Granryd Professor Ingemar Höglund (del av tiden) Som suppleanter har följande personer fungerat: för Sven Andersson - Christer Risberg, Leif Norell " Ingemar Höglund - Göran Ottoson, Per Isakson Anslag erhölls 761201 (beslutsdatum), varvid BFR dock i första hand beslöt att stödja 13 av husen. I BFRs urval ingick hus 44, som icke är möjligt att utvärde­ ra med enkla mätprogram. Styrgruppen tog dock på sitt eget ansvar att fullfölja de ursprungliga ambitioner­ na att utvärdera 26 hus och den därav föranledda vo­ lymökningen av mätprogrammet. Våren 1977 invaldes dessutom i styrgruppen represen­ tanter för Tekniska Högskolan och Chalmers, som har till uppgift att delta i och ansvara för vetenskaplig utvärdering av projektet. Mätcentralen för Energi­ forskning vid KTH har varit under uppbyggnad paral­ lellt med Täby-projektet. Detta har alltså blivit det första av deras mätobjekt. Under tiden 1977 - maj 1978 fungerade Pontus Sand- borgh (TYRENS) som sekreterare och var samtidigt sam­ mankallande i mätgruppen. Under våren 1978 började konturerna av arbetet med mätning och utvärdering att klarna. Under sommaren och hösten gjordes viss omorganisation i projektet. Våren 1981 slutredovisades mätåren hösten 78 - som­ maren 80. Ett tillkommande mätår - sommaren 81 - redovisas i föreliggande slutliga rapportserie. 70 SAMMANFATTNING Täby-projektets mål har varit att pröva vår kunskap om energibesparingsteknik och att utveckla den. Av­ sikten har INTE främst varit att åstadkomma energi­ snåla hus. Provhusprojektet var 1974 och -75 föremal för en slags marknadsundersökning hos tongivande myndighe­ ter, institutioner och enskilda och bemöttes därvid positivt, på sina håll tom entusiastiskt. När mer konkreta planer sedermera framlades var mottagandet något svalare. Tanken på svårigheter för ett så stort och kostsamt projekt manade till eftertanke. Uppläggningen med huvudintressenter i besittning av stora egna resurser, ABV, CDL och Fläkt och författa­ rens huvudman TYRENS kunde eftertryckligt hävda saväl kompetens som förmåga att genomföra projektet. BFR bidrog med konstruktiv kritik till en rationell upp­ läggning av projektet men ställde samtidigt sa höga krav på vetenskaplighet och objektivitet att projek­ tet ökade väsentligt i svårighetsgrad. Organisationen utvidgades t ex med högskolerepresentanter och en be­ tydligt mer sofistikerad mätning än vad som ursprung­ ligen avsetts projekterades. Täbyprojektet kom delvis därför att stå fadder för • BFR :s experimentbyggnadsfond • Mätcentralen för Energiforskning (MCE) vid KTH. Födslovåndorna för MCE drabbade projektet i form av överbelastning av projektorganisationen, försenad mätstart och skenande kostnader för mätinstallatio- nen m m. Motsvarande våndor vad beträffar experiment­ byggandet fortsatte även efter själva projektets slut 1 form av förhandlingar med husägare beträffande om­ finansiering och ombyggnad av vissa hus och experi­ mentinstallationer. Den stora frågan projektet skulle söka belysa var: "Har vi i Sverige kunskap och andra resurser som räc­ ker till för att omgående massproducera energisnåla hus" . Alla andra frågor är underordnade denna huvudfråga även om de i sig själva är intressanta nog - exempel­ vis • vad hamnar vi på för energikonsumtionsnivå med den nya byggnormen • kan värmepumpar, solvärme etc på ett ekonomiskt rimligt sätt bidra till energisnålt byggande • hur ser egentligen energibalansen för en byggnad ut • vad betyder byggnadens täthet och hur viktig är den etc Styrgruppsintressenternas handlingskraft testades re­ dan i inledningsskedet med stora svårigheter att få såväl mätsystem som energisparande system i husen driftsatta. En organisatorisk och finansiell reorga­ nisation genomfördes i detta skede. Från hösten -79 fungerade det stora och komplicerade mätsystemet val, men inte förrän sensommaren 1980, drygt två år efter inflyttningen, fungerade huvud­ delen av alla energisparande installationer nöjak­ tigt. Detta föranledde en förlängning av mätningarna fram till midsommaren 1981 för en del hus, främst de för vilka mätresultatet inte kunde sägas vara repre­ sentativt förrän under sensommaren 1980. Vad är då resultatet? Först och främst kan hävdas att det är ett bra resultat som uppnåtts. Den stora data­ mängden av mätresultat är unik. Noggrannheten i be­ stämningarna är så god som +/- 2 à 3 % räknat på hela energibalansen för de friliggande husen och margi­ nellt sämre för de i sammanhanget något besvärligare radhusen. Projektets huvudfråga huruvida vi kan börja masspro­ ducera energisnåla hus med olika slag av "system" kan besvaras som följer. • Komplicerade system med många reglerfunktioner kla­ rar man inte (än) i små individuella system. • Även friliggande hus kan göras så energisnåla utan "system" att sparmöjligheterna knappast betalar nå­ got "system" av mer komplicerat slag. • Ventilationsvärmeväxling (FTX) kan göras ekonomiskt bärkraftig endast om husen görs extremt täta och om de förblir täta, vilket vi ännu inte säkert vet, även om positiva tendenser noterats. Den hygieniska fördelen med god luftomsättning är emellertid ett mycket starkt argument för FT-ventilation. • Värmepumpar är klart intressanta och kan fås att fungera väl om och när en omsorgsfull och tekniskt kvalificerad produktutveckling drivits tillräckligt långt. De relativt stora värmepumpar som är vanli­ gast på marknaden idag, innebär dock oftast en alltför stor investering för att den skall betala sig i enskilda nybyggda välisolerade hus. De i Täby-projektet provade typerna lämpar sig bättre för små kollektiva system, t ex för några radhus­ lameller. - Naturligtvis lämpar de sig väl för hus med relativt stora värmebehov. • Solvärmesystem för tappvarmvatten kan knappast kon­ kurrera om inte priset drivs ner under 10.000 kr (1980 års penningvärde). Till detta bidrar det fak­ tum att elektricitet sommartid är och under lång tid kommer att förbli relativt billig. Dessutom syns tappvarmvattenbehovet vara överskattat på Ventilation LUFTOMSÄTTNING V att en ^-o A b Au k ning VATTENOMSÄTTNING kallt vat- _ ten - grund av den dåliga teknik för tappvarravattenvärm- ning och distribution man hittills tillämpat. • Solvärme för både varmvatten och värme har sämre konkurrensvillkor än systemen endast för tappvarm­ vatten och har små chanser i småskalig tillämpning, om inte något radikalt teknikgenombrott sker. Det från författarens subjektiva synvinkel mest bety­ delsefulla resultatet är ett generellt giltigt system för beräkning av energibalanser. Sambanden kan stude­ ras i enkla varaktighetsdiagram, som systematiserats i utvärderingsarbetet. Man kan där enkelt se t ex • den relativa betydelsen av olika slag av energiför­ luster och av energibesparande system • hur gratisvärmen minskar när energisparande åtgär­ der av typ värmeisolering, ventilation, värmeväx­ ling och styrning införs. Den konsistens och "reda" i resultaten som vi fatt är nog ovanlig. Att teori och praktik ibland stämmer tar man vanligtvis som en glad överraskning. Här stämmer emellertid det mesta. • Lika hus stämmer parvis - för de nio friliggande huspar som nu redovisas skiljer sig energiförbruk— ningstalen 1 à 2 % (samtidigt beräknas dock osäker­ heten vara +/- 3 %). • Energivinst av energibesparande system beräknade som skillnad mellan referens- och försökshus (indi­ rekt mätning) stämmer med direkt uppmätt energi­ vinst . • Nya teorier om ventilation och värmeväxling stämmer med såväl direkta som indirekta mätningar. • Den statistiska analysen styrker alla väsentliga mätresultat som är åtkomliga för den statistiska metod som använts. Med denna bakgrund är det försvarligt att tala om ge- neralitet i resultatet - en generalitet som borde kunna komma till nytta i andra sammanhang. Många intressanta detaljfrågor kan också belysas. En sådan fråga är exempelvis: Vad kan man astadkomma med extrem värmeisolering ("superisolering")? Vi har ett svar från projektet: Våra radhus kan uppfattas som superisolerade friliggande hus. Att de minskade transmissionsförlusterna uppnåtts med hjälp av mindre ytor i stället för med tjockare isolering hindrar inga slutsatser om energibalansen, dess omfång och karaktär. Exempelvis har vi ett FTX-hus som med okor­ rigerad förbrukning har en betald konsumtion av 11.000 kWh under ett år. Och detta år var 10 % kalla­ re än normalt. Resultaten från detta hus belyser inte bara "superisolering". De visar också entydigt den 11 iS 7HÏ I?? ti M - û ; > r.- T:-.:Di ii: . : : v.. v ^ TC. j IF H>8 Ti:r':In LH 48 INF "RR i b H/ 45 E T Z r,i\Si: ! i /v THEN 58 i\ r.1Mb "b- 1 i T T*: i n N 43g CR! !,D=”:RHD(D; - A 1 * i*CD 11T * Vv;\ i i ! •»'“ !RHD(î:-4) 4ä5 PRT ”v=";RHD(V: _ .t -, x r- •• n H i :•} 3 « :•?“t • * i.. i [T i i *. h —■ •RHD(Z-"4) 436 PRI !’T-";RHD(I; -45;CSR llrH-” RESULTRT FOERL=DT TILLF=IH D= 120 5= 3389 V= 9013 P= 2598 T= 12579 H= 4000 8= 993 VV= 3500 0= 4263 ö= 13481 1= 26968 0= 26968 E= 20981 95 IP H>8 THEN 128 188 INR "RERS-KNH/V R - ” P 185 IF H>8 THEN 128 118 INF "F-VT9:112": F. . . . . . . . . lit üüTü ÏIM • •r-.r-.T rnrr.?? il! r?2i :DLK ■~c il -J 7. Ri I . ■: . ! 748 745 75m - « 11 - _ 1* : T: ‘ !/ r .4 ; • b- ?!\PîLKr J-H ) ROT fi 755 PRT ”HlERSTc VP R-' fi=Rn 68245 V=V/,84097 R=R/.3233333 ï=(T-Y*8,76)/.i 12 stora betydelse vattenförbrukningen har. I detta hus är förluster orsakade av att kallt vatten tas in i huset och varmt avloppsvatten lämnar det särskilt små. Frågor kring täthet, ventilation och vattenförbruk­ ning med dess koppling till energi har alltså förts framåt. Resultaten bör också rimligtvis kunna använ­ das i vårt stora bestånd av befintliga hus, där åt­ gärder kan ge stora och snabba resultat. Slutligen. Projektet har varit kostsamt, men vi har dock inte förbrukat mer pengar än vi i Sverige totalt lägger ner på energisnåla konstruktioner PÅ TVÅ DA­ GAR. Om vi en tid framöver kan hjälpa till att styra dessa investeringar i en effektivare riktning är pro­ jektets kostnad väl använda pengar. 1 INLEDNING 1.1 Allmän inriktning Från rent teknisk synpunkt finns det inga större svå­ righeter att bygga hus som knappast förbrukar någon energi alls. Med rymdteknik kan det mesta åstadkom­ mas. Men på samma sätt som man svårligen kan tillver­ ka televisionsapparater med stenyxa och flintkniv kan i vårt bostadsbyggande "nollenergihus" knappast byg­ gas med de verktyg som vi idag har. Målsättningen måste alltså begränsas. Självfallet är det också vad som är av primärt in­ tresse just att söka få reda på vad som kan åstad­ kommas med de verktyg vi har. Verktygen är helt en­ kelt svenska byggföretag, industriföretag och det kunnande som finns hos tekniker och administratörer. "Täby-projektet" kan alltså ses som en slags posi­ tionsbestämning: Var befinner vi oss idag? Vad kan åstadkommas med den teknik som omedelbart går att tillämpa i byggprojekt? Vilka svårigheter möter man och vilken är den lämpliga inriktningen när det gäl­ ler att bygga energisnåla hus? Inom ramen för denna begränsade målsättning har vi valt att bygga hus som med god marginal uppfyller de nya kraven på god energihushållning. Det var dock inte vid projektstarten självklart att denna teknik skulle kunna införas utan att en rad svårigheter mås­ te övervinnas. Exempelvis kvarstod åtminstone vid byggstarten vä­ sentliga frågetecken vad beträffar husens täthet och hur en sådan täthet skulle åstadkommas. Vilken inver­ kan olika grader av täthet har på de tekniska syste­ men är ett av mätningarnas väsentligaste delmål. Byggnormens grundläggande krav är ökad isolering och täthet. Dessutom valdes att införa fyra ytterligare "system" för energibesparing 1 Solvärme, styrsystem för behovsstyrt inneklimat, värmepump och ventilation med värmeåtervinning. 1.2 Syftet med denna rapport* • Att ge en överblick av projektet som helhet. • Att redovisa metoder och resultat för att förklara och precisera den totala energibalansen för en byggnad. • Att bestämma skillnaden mellan energiförbrukning i hus med olika system med hjälp av energibalans­ resultaten. * Tidigare delredogörelse "Täbyprojektet" BFR R83:1979 Andra rapporter: VENTILATION, VÄRMEPUMPAR, SOLVÄRME, SPECIALHUS 1.3 Målsättningen för Täby-projektet som helhet Det främsta målet för Täby-projektet som helhet har samtliga inblandade parter sett vara som följer: • Att utröna vad vi kan åstadkomma i energibespa- ringshänseende med nuvarande resurser (dvs kunska­ per och andra resurser i bygg- och industriföretag, kommuner, enskilda etc). • Att systematisera och fastställa energitillförselns och energiförlusternas nivå och fördelning enligt den nya byggnormen (SBN 75, Suppl nr 1). • Att se om "avancerade system" kan ge påtagliga (och positiva) resultat vad beträffar energiförbrukning och miljöeffekter. • Att om möjligt extrapolera från friliggande hus och radhus till större bostadshus. • Att jämföra kostnader och energibesparing för olika energibesparande system. • Att ge erfarenheter av avancerad installationstek­ nik och dess påverkan på byggprocessen. • Att ge beslutsfattare på olika nivåer vetenskapligt verifierat underlag för olika dispositioner i ener­ gisammanhang när det gäller byggande. • Att redovisa utvärderingsresultat enligt interna­ tionella mallar (t ex IEA) för internationella jäm­ förelser. Delfrågor beträffande byggnaders energibalans som inte tidigare behandlats är bl a följande: • Hur mycket uppvärms KALLVATTENFLÖDET genom normala bostadshus? » Hur stor är skillnaden i luftläckning när man har system med frånluft enbart och när man har både från- och tilluft. Stämmer mätningar med beräkningar • Hur stor del av VARMVATTENFLÖDET omvandlas till spillvärme i huset (till godo eller till ondo)? e Kan vädringsförluster kvantifieras och relateras till uppmätt vädringstid? Delfrågor som tidigare behandlats men där inga defi­ nitivt säkra slutsatser kunnat göras av mätningar är värmetröghetens betydelse samt avloppsvattnets värme­ innehåll, alltså: • Nyttiggörs "gratisvärme" i högre eller lägre grad beroende på husens värmetröghet. Värmeströmmen ned­ åt från huset; hur bidrar den? • Hur stor del av avloppsvattnets energiinnehåll är en "energiförlust" för huset? Är den påverkbar med enkla medel (dvs utan värmepump etc)? Projektet bedömdes medföra stora möjligheter att få till stand en verkligt noggrann kartläggning av bygg­ naders energibalans. Detta ansågs kunna åstadkommas om antalet hus blir relativt stort, så att egendom­ ligheter som uppträder inte gärna kan uppträda sam­ tidigt i alla hus och därmed undgå upptäckt. När det gäller byggnaders energibalans har hittills alltför många förmodanden och gissningar fått gälla. Därför är också en noggrann uppmätning såväl av själ­ va husets alla väsentliga egenskaper i energihänseen­ de som av delsystemens funktion av största vikt, all­ rahelst om jämförelser med ett stort antal likadana hus utan "system" eller med andra "system" samtidigt kan göras. En noggrann och detaljrik bild av energibalansen för en byggnad är ett grundläggande krav för att en FÖR­ ÄNDRING av byggnaden i energihänseende skall kunna bedömas. Byggnormens (SBN 75) Supplement nr 1 kan med en sådan bakgrund bedömas bättre än med dagens kun­ skap . 1.4 Målsättning med särskild hänsyn till samhällsnyttan I föregående avsnitt redovisades nyttan av en nog­ grann och överskådlig kännedom om energibalanser för hus. Samhällsnyttan av detta behöver inte närmare ut­ redas . Pa motsvarande sätt gäller att exempelvis lagstift­ ning om energibesparing - t ex energisparplanen - skulle statt pa en betydligt fastare grund om kunska­ pen om energibalans varit bättre. I efterhand kan k°nstateras att flera felaktigheter finns. Exempel härpa är den stora betydelse som tillmätts tätning av byggnader. Tätning torde i själva verket vara bety­ delselös i hus med frånluft, tveksam i självdragshus och av fundamental betydelse endast i hus med FT- system. För all kommande bebyggelse är den teoretiska grund­ valen viktig. God kunskap om sambanden ger möjlighet att konstruera goda och effektiva system. - Därmed kommer också frågan om generalitet i resultaten i fokus. Kunskap om småhus - friliggande och radhus - bör ge tillräcklig grund för mer vittgående slutsatser även för större hus. Kunskapsluckorna berör nämligen frå­ gor om generella samband, som också antytts ovan, särskilt med avseende på luftomsättning och vattenom­ sättning . 16 1.5 Målsättningen med särskild hänsyn till de i projektet medverkande Förutom dessa gemensamma mål har från Fläkts sida dessutom framförts vikten av att få (citat:) jämföra verklig energibesparing med databeräknad, » i praktisk drift prova funktion, driftsäkerhet och verklig effekt hos laboratoriefärdig utrustning i olika kombinationer, • ge erfarenhet av samarbete inom kvalificerad fors­ kargrupp . " Bland anledningarna till att Fläkt ansett just Täby- projektet vara lämpligt för sådana jämförelser har nämnts : "• Relativt stort antal hus. • Husen bebos av normala familjer (- urvalsprocessen har noga penetrerats och slutsatsen är att mera "normalitet" svårligen kan nås). • Alla hus ar av ungefär samma höga och jämna kvali­ tet och uppfyller mer än väl SBN 75 för täthet och isolering. • Alla hus har utförts av en och samma byggentrepre­ nör . • Alla hus befinner sig på en enda plats med samma vind-, sol- och temperaturförhållanden. • Kvalificerade mätningar och utvärderingar kunde garanteras. • Kvalificerad styrgrupp kunde snabbt organiseras." Sammanfattningsvis kan alltså sägas att främsta an­ ledningen till att Fläkt engagerade sig i Täby-pro- jektet var att ett stort antal likartade byggnader av hög kvalitet från början kunde utföras med ett flertal helt olika system för energibesparing i ett och samma geografiska område samt att kvalificerade mätningar och utvärderingar planerades. Mätresultat från Täby avsågs göra det möjligt att kontrollera de teknisk-ekonomiska kvaliteterna av de på marknaden vanligaste kvalificerade systemlösning­ arna (värmeväxlare, värmepumpar och solfangare) samt att räkna om resultat • till orter med annat klimat, • till byggnader av annan typ, • till andra systemkombinationer. 17 Registrering av mätvärden har också haft en sådan omfattning att den kan ligga till grund för framtida forskningsarbeten kring frågeställningar som inte nu omfattas av projektet. Fläkt anser att detta är en viktig målinriktning, som inte hade kunnat nås till samma kostnad i ett stort antal småprojekt i olika delar av landet. Fläkt anser också att projektet blivit betydligt vär­ defullare genom den ökade ambitionsnivån för såväl ingående system (fler typer av värmepumpar och vär­ meväxlare) som för det i jämförelse med ursprungliga planer utökade mätprogrammet. Från ABV:s synvinkel har särskilt följande syften framhållits (citat:) "• Hur åstadkoms täta hus? Vad kostar det? Vilka nya egenskaper får de? ® Hur påverkar avancerade och komplexa installatio­ ner produktionskostnader och kostnader för slut­ produkten? « Vilka installationer ger en konkret energibespa­ ring? e Ge underlag för produktutveckling samt underlag för byggarepåverkan i energidebatten. • FoU-erfarenhet från samarbete mellan teoretiker och praktiker." I likhet med Fläkt framhöll ABV att "det relativt stora antalet hus med samma byggnadstekniska kvalitet är en stor fördel, liksom att husen bebos av familjer som inte kunnat påverkas av att projektet är ett energiforskningsobj ekt." En annan viktig fråga är husens täthet som funktion av tiden. Nuvarande bestämmelser knyts ju till slut- besiktningstillfället. Det är sannolikt att tätheten hos husen avtar med tiden och det är av största vikt att få denna fråga utredd, åtminstone på sikt. Med Täby-projektet har tätheten noga kunnat utvärderas vid byggtillfället samt under själva mätperioden. Yt­ terligare mätningar av tätheten har gjorts och i en framtid kan förnyade mätningar göras, varvid de nog­ granna mätningarna från projektets början och under dess löptid är av stor betydelse. Samma fråga gäller för alla de energibesparande sys­ temen. Hur fungerar de om några år? Likaså måste un­ derhålls- och servicekostnader vara av största vikt för energisparsystems totalekonomi och konkurrens­ kraft. Under mätperioden kan dessa frågor knappast förväntas bli uttömmande belysta, men indikationer förväntas. - Nya mätningar behövs i en framtid om denna fråga skall kunna besvaras. 2-Q2 Även erfarenheten av garantiutfästelser beträffande energibesparingar har ansetts vara viktig. För Avd för Byggnadsteknik vid KTH innebär Täby-pro- jektet engagemang på två viktiga delområden (citat:) "• Tillämpning i stor skala av avancerad elektronisk mätteknik och datainsamling. • Detaljstudium av solvärmesystem i praktisk drift i seriebyggda hus. Prestanda och funktion av solvärmesystemen har un­ dersökts noggrant i och med att ett stort antal pa­ rametrar bestämts. Av särskilt intresse är solvärme­ systemens samverkan med andra system. I och med att husen bebos av ett normalt urval av familjer har också boendets inverkan på solvärmesystemens funk­ tion kunnat belysas. De data som erhållits avsågs jämföras med beräk­ ningsmodeller (bl a simulering med TRNSYS samt be­ räkning med F-chart och program enligt Valdis Gir­ do) . Utvärderingar kommer i ett något senare samman­ hang (delrapporter) att presenteras enligt den s k IEA-mallen, så att internationella jämförelser skall kunna ske enligt standardiserade metoder. I detta avseende är projektet unikt eftersom ett så stort antal parametrar kan kontrolleras. I samband med projektet har Mätcentralen för Energi­ forskning (MCE) byggts upp. Dess uppgifter har varit att föreslå mätapparatur, mätinstrument och datain­ samlingssystem. Under projektets gång har också de­ ras ansvar varit mätvärdesinsamling och (delvis) presentation av mätdata för utvärdering. Intressanta erfarenheter har erhållits rörande en sådan mätcentrals medverkan i ett stort och kompli­ cerat projekt till gagn för andra och kommande så­ dana . Ett väl fungerande datainsamlingssystem är av cen­ tral betydelse för vetenskaplig utvärdering av detta och kommande provhusprojekt. Institutionen för Byggnadsteknik, KTH, delar i hög grad projektets övergripande intresse av att mer i detalj klarlägga byggnaders energibalans." Institutionen för Installationsteknik vid Chalmers har som främsta mål att klarlägga ventilationens funktion i täta hus. Särskilt frågan om värmeåter­ vinning vid FT-ventilation (= FTX), dess funktion och ekonomi är av centralt intresse. Institutionen för Kylteknik vid KTH har genom Eric Granryd och Henrik Enström ansvarat för att utvärde­ ringen av värmepumpsystemen blir korrekt och uttöm­ mande. De många misslyckanden som gjorts på området småhusuppvärmning, särskilt med luft - luft värmepum­ par har inte kunnat förklaras på ett tillfredsstäl­ lande och uttömmande sätt. Med det mätsystem som finns i Täby-projektet och den bredd mätningarna fått ansågs det finnas goda utsikter att väsentligt berika vetandet på området (citat.) "För CDLs del har det ansetts vara av vikt att svensk kraftindustri får det rätta perspektivet på den sto­ ra försörjningssektor som uppvärmningen av bostäder utgör. CDL har också markerat detta genom att bidra till projektets finansiering och skälen kan specifi­ ceras som följer: • CDLs arbetsgrupp för energisnåla hus har samma hu­ vudsakliga målinriktning som Täby-projektet. • En samlad insats med ett flertal hus i samma grupp - med samkörd mätning - ger avgörande fördelar framför småprojekt. • Energibehovets nivå och fördelning i tid för olika uppvärmningssystem är av stor betydelse för en be­ dömning av framtida elkraftsförbrukning och elpro- duktionsapparatens uppbyggnad." 2 PROJEKTETS UPPLÄGGNING OCH GENOMFÖRANDE 2.1 Valet av energibesparande system 2.1.1 Värmeåtervinning med värmeväxlare från utgående ventilationsluft Denna teknik är relativt väletablerad och välkänd se­ dan många år. De första försöken att installera såda­ na värmeväxlare i småhus gjordes redan för 20 år se­ dan. 2.1.2 Solvärme Stora förväntningar knyts till solvärmens roll i framtiden. I och med detta har vi varken velat eller kunnat undvika att ta med solvärme bland projektets system. Mycket talade redan vid uppläggningen av pro­ jektet för att den typ av individuella solvärmesystem som av praktiska skäl provas i detta projekt inte är de mest konkurrenskraftiga. Kollektiva system för ett lämpligt antal hus är kanske bättre. Mycket finns dock att lära av en tillämpning i ett försöksobjekt av detta slag, särskilt genom möjligheterna till jäm­ förelser mellan olika system. 2.1.3 Styrsystem för behovs- styrt inneklimat Denna krångliga titel, som avser reglering av värme och ventilation, har valts för att markera att det inte är fråga om enbart termostatreglering och enbart forcering av ventilationen vid matlagning. System som kan anpassa värme och ventilation så nära det aktuel­ la behovet som möjligt i varje enskilt rum är med sä­ kerhet lönsamma. De är säkert också hälsosamma. En bit på vägen mot en utvecklad teknik för system av detta slag har vi redan kommit. Systemen borde rim­ ligtvis ha stor utvecklingspotential. 2.1.4 Värmepumpar Stora förhoppningar knyts till värmepumpen på många håll. Därför hade det också varit felaktigt att inte ta med värmepumptillämpningar i projektet. Liksom för solvärmen är det inte alls säkert att de tillämpning­ ar som valts är de bästa. De är dock de bästa som vid starten kunde erbjudas av svensk industri för ett projekt av detta slag. 2.2 Valet av kombinationer De fyra valda systemen kan kombineras på 16 olika sätt, FIGUR 2.2.1. I ena änden förekommer en variant som inte har något av systemen och i den andra finns en variant med samtliga system i samma hus. Båda des­ sa varianter finns med. Den förstnämnda är "kontroll­ grupp" . Den sistnämnda har tagits med mest av nyfikenhet, ef­ tersom fyra system i kombination egentligen inte bör löna sig. Gränsnyttan av varje tillkommande system minskar nämligen ju fler system man har. Av övriga 14 teoretiska möjligheter har valts att prova fem. a Sy&tem 11 System 14 System 22 z\ ® Sy&tm 21S Syt>tm 24 Ventilation m väAmeväxling I SolväAme t I två oaAÅjintQA System 32 [ StyhAy&tm I Inneklimat System 42 zx VäAmepimp,två _ _ vasitanteA ©LOJQX System 44 FIGUR 2.2.1 FÖRSÖKSUPPLÄGGNING. EN JÄMFÖRELSE SKER MELLAN SEX GRUPPER AV HUS. VARJE GRUPP HAR FYRA HUS, TVÂ RADHUS OCH TVÄ FRILIGGANDE. EN AV GRUPPERNA ÄR S K KONTROLLGRUPP. HÄRMED MENAS ATT DEN SAKNAR "SYS­ TEM" . ALLA ANDRA HUS HAR OLIKA KOMBINATIONER AV SYS­ TEM ENLIGT SKISSEN. Det totala antalet provhus är 26. Förutom kontroll­ gruppens fyra hus finns alltså fem systemvarianter med fyra hus i varje, FIGUR 2.2. Det blir 24. Så gjordes "känselspröt" dels i riktning mot "ingenjörs- julgranar", dels i riktning mot ekologihus, ett hus av vart slag. "Ekologihuset" har mer av passiv tek­ nik; bättre värmeisolering, bättre värmeåtervinning samt multrum och biologisk vattenrening med viss vär­ meåtervinning från avloppet. 2.3 Organisation av genomförande och utvärdering 2.3.1 Motiv för valet av antal Observationer på enstaka hus lämnar alltför mycket åt slumpen. För att få statistiskt väl underbyggda vär­ den borde man egentligen ha relativt många hus. Av kostnadsskäl och av praktiska skäl har projektet fått begränsas till fyra hus av varje slag. Redan detta ger en betydande förbättring av säkerheten i bedöm­ ningar och mätningar jämfört med enstaka hus. 2.3.2 Mätningens omfattning Ambitionerna för mätning och utvärdering har varit stora. Mer än 1000 mätkanaler har använts. Den data­ teknik som använts är till sina delar väl etablerad, men hopbyggnaden till ett stort mätsystem har inne­ burit tekniska och organisatoriska svårigheter. Naturligtvis kan man ställa sig frågan om det verkli­ gen är nödvändigt att samla en så stor mängd mätdata. Detta är naturligtvis en avvägningsfråga, men som nämnts har det ansetts vara av största vikt att alla risker för oskärpa i mätmaterialet undanröjs. 2.3.3 Organisation av utvärderingsarbetet Täbyprojektets styrgrupp har haft i uppgift att leda och samordna allt arbete med projektet, såväl vad av­ ser byggande som försäljning och uppföljning med mät­ ningar och utvärderingar av det vetenskapliga resul­ tatet. För detta arbetes bedrivande konstituerades ett antal arbetsgrupper med olika befogenheter och ansvarsområden. I projekterings- och produktionsskedena har främst byggkonstruktioner, installationer samt mätutrustning varit kritiska områden, där försöksuppläggningen har grundlagts. Här har exempelvis bevakning av Tyréns konstruktionsarbete jämte diskussioner om nya kon- struktionsdetaljer och utföranden kunnat ske genom P.O. Nylund, som redovisat till N-E Lindskoug. På motsvarande sätt har Gunnar Berkowicz bevakat instal- lationssidan och redovisat på samma sätt. 23 För utvärdering av resultatet förutom övergripande analyser av de olika systemens relativa värde utsågs ett antal forskningsgrupper med specialinriktning enligt följande: Uppgift Ansvarig Värmeåtervinning och täthet Solvärme Värmepumpar Styrsystem Mikrobiologisk rening av avloppsvatten Jämförande studier av olika system Särskilda anslag för mikrobiell rening av avloppsvat­ ten erhölls inte av BFR. Professor Hans Ljunggren har därför endast deltagit som konsult till de privata intressenter, som bedrivit arbeten på detta område i författarens hus (AGA, UPO, Toa-Throne, Metec Ekolo­ gisystem AB m fl). Enno Abel, Torbjörn Jilar (CTH) Per Olof Nylund (TYRENS) (Ingemar Höglund) - ansva­ ret övertaget av Per Isak- son febr 1981 (KTH) Eric Granryd (KTH) Pontus Sandborgh (TYRENS) Hans Ljunggren (Inst för Mikrobiologi, Ultuna) Nils-Eric Lindskoug (TYRENS) 2.4 Beskrivning av husen - referenser till delredogörelse och till bilagor 2.4.1 Stadsplanen och den slutliga husut­ formningen I och med att urvalet av hus var bestämt låstes också stadsplanearbetet till att göra södervända takplan, där så var möjligt. Radhuslängan, exempelvis, måste nödvändigtvis ligga i ost-västlig riktning, för att solfångare skulle kunna orienteras mot söder. På sam­ ma sätt måste kedjehusen orienteras med takåsar i samma riktning, för att det ena takfallet skulle kun­ na ge plats åt solfångare. Såväl friliggande hus (här s k grändhus) som radhus­ typer togs ur ABVs löpande produktion, för att omar­ betas så att de passade i sammanhanget. Med de av lå- neskäl begränsade måtten för 1- och 1 l/2-plans grändhus är handlingsfriheten beträffande planlös­ ningen rätt begränsad. Detta ledde till traditionella planlösningar. Med fastlagda mått- och planlösningar möblerades sedan stadsplanen om ett antal gånger för att få in ett optimalt antal hus. Den slutliga planen framgår av FIGUR 2.4.1. 24 Radhusens planlösning vållade inga större besvärlig­ heter. Lösningen är enkel och funktionell trots de rätt begränsade måtten, FIGUR 2.4.2. På grund av sol­ fångarna utformades radhusens tak som ett mellanting mellan pulpettak och sadeltak, vilket gav en relativt hög taknockslinje, FIGUR 2.4.5. FIGUR 2.4.1 PLAN AV OMRÅDET MED HUSENS P RODUKTIONSNUMMER 25 SOVRUM MS ^ BOTTENVÅNINGKÄLLARVÅNING ÖVERVÅNING VINDSVÅNING RADHUS J FIGUR 2.4.2 FÖRRÅD 15 SOVRUM 9,5 BOTTENVÅNING VINDSVÅNING GRÄNDHUS FIGUR 2.4.3 26 FIGUR 2.4.4, 2.4.5 2.4.2 Byggnadsteknik Rent tekniskt löstes också husen på helt traditio­ nellt satt för platsbyggda hus. Mineralullsisolering- en i väggar valdes till 17 cm, varav 5 cm vindskydds- skiva och 25 cm i tak (20 cm + 5 cm matta). Grundisoleringen, FIGUR 2.4.6, följer inga särdeles originella nya tankegångar, utan kan betecknas som en påbyggnad av gamla konstruktioner så att de fyller den nya byggnormens krav. Den köldbrygga som finns är att betrakta som rätt normal. Fönstren utfördes med fasta trippelrutor i vardagsrum samt en tvåglas isolerruta + ett enkelglas med per­ sienn emellan för öppningsbara fönster. I övrigt an­ passades byggandet huvudsakligen till de synnerligen höga täthetskrav som ställdes. Visserligen är isoleringen av husen en aning bättre än normens minimikrav, men detta är inte ovanligt. Tvärtom kan man karakterisera resultatet som en ty­ pisk standardprodukt från svensk småhusproduktion av år 1977. Detta är också helt i linje med målsättning­ en för projektet. I delredogörelsen för Täby-projektet (R83:1979) redo­ visas byggskedet med bl a de beslut som ledde till att källare byggdes. I rapporten Byggnaders Lufttät­ het (R38:1979) avhandlas täthetsproblemen och hur de löstes i projektet. BFR :s parallellt bedrivna arbeten i "täthetsgruppen", vilka igångsatts delvis på förf initiativ, redovisar också hur viktiga systemfrågorna är (se t ex skriften "Tjyvdrag och ventilation" T4: 1979). 28 m n Specifik transmissionförlust radhus A k k*A m2 w/m2ch w/°c Ytterväggar 46,7 0,22 10,3 Tak 63,5 0,15 9,5 Fönster o d 20,5 2,0 41,0 Surrma Golv 63,6 * ca 2,5 W = 60,8 159 W (glasyta ca 13,8 m2) rrdlv över året FIGUR 2.4.6 Specifik transmissionförlust grändhus A k k*A m2 W/m2°C w/°c Ytterväggar 135,3 0,22 29,7 Tak 102,2 0,15 15,3 Fönster o d 21,4 2,0 42,8 (glasyta ca 15,0 m2) Surrma 87,8 Golv 91,3 * ca 2,5 W = 228 W mdlv över året 29 I Täby-projektet gjordes stora ansträngningar att klara av en hög täthet. En tjock UV-(ultra violoett) -stabiliserad film användes (TENOTÄT) och skarvarna tejpades med industritejp. Dessutom sprutades kring balkar m fl ställen med fogskum (polyuretan), FIGUR 2.4.7, .8. FIGUR 2.4.7 SPRUTNING MED FOGSKUM KRING GOLVBJÄLKAR FIGUR 2.4.8 SKUMMAD FOG KRING GOLVBJÄLKE. LÄGE VID STÖDBENSVÄGG, SE FIGUR 2.4.6. 30 2.4.3 Installationer De olika systemkombinationerna « - VADERSTATION NR I HUS• SYSTEMNR FIGUR 2.4.9 REFERENSHUSENS LÄGE OCH SYSTEM I HUVUDSAK En av projektets huvudidéer har varit att JÄMFÖRA helst många hus med varandra. Detta för att mångfal­ den - ursprungligen på statistisk väg - skulle minska kraven på detaljmatning och undanröja tillfälliga eller singulära egendomligheter. Av ekonomiska skäl blev det inte någon statistisk bas för utvärderingen såtillvida att MÄNGA hus av samma slag kunde ge en bas. "MÄNGA" blev tva lika hus av varje slag - eller fyra, om man vill gruppera radhus och grändhus i samma grupp. 31 «3 VADERSTATION FIGUR 2.4.10 SYSTEM 14. VÄRMEPUMPAR DELS MED YTJORD SOM VÄRMEKÄLLA (14 o 18), DELS MED LUFT (6 o 38) Referenshusen har inget system, eller, har system som är avstängt (styrsystemet) under mätperioder, FIGUR 2.4.9. Av skäl som mer ingående behandlas i delredogörelsen, R 83:1979, tummades även på denna princip när det gäller vissa system, särskilt då de med värmepumpar. Här har 14 R 6 Fläkts system med luft - luft vp 14 R 14 AGA Thermias ytjordvärmesystem 14 G 18 AGA Thermias ytjordvärmesystem 14 G 38 TA:s system med luft - vatten vp 32 8 = VADER5TATI0N NR I HUS = SYSTEMNR FIGUR 2.4.11 SYSTEM 22 MED VENTILA­ TIONS VÄRMEVÄXLARE . I ÖVRIGT ELRADIATORER OCH STYRSYSTEM FÖR TEMPERATUR OCH VEN­ TILATIONSFLÖDE När det gäller ventilationsvärmeväxlare har samtliga hus Fläkts Rexovent utom hus 22 R 12, som har en dub­ bel korsströmsväxlare (två lamellpaket i serie) av fabrikat Värmeåtervinning AB, FIGUR 2.4.11. System 24 har tre olika fabrikat av värmepumpar: 24 R 5 Fläkts värmepump luft - vatten 24 R 13 Westinghouse's vp luft - luft plus Metro Moduls vp för varravattenberedning 24 G 29 TA :s värmepump luft - vatten 24 G 32 Fläkts värmepump luft - vatten Samtliga hus i gruppen har dessutom Fläkts ventila- tionsvärmeväxlare Rexovent, FIGUR 2.4.12. I inget fall utnyttjas frånluften som värmekälla för värme­ pumpen. Detta trots att Metro Modul (hus 13) är kon­ struerad för det. 24 R 13 SU VÄDERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR. Anm. Hus 24 R 5 har ej utvärderats. FIGUR 2.4.12 SYSTEM 24 MED VÄRME­ PUMP OCH VENTILATIONS- VÄRMEVÄXLARE I KOMBI­ NATION. HUSEN HAR DESSUTOM VARMLUFT- SYSTEM MED FLÄKTS VLA-AGGREGAT. Solvärmesystemen är däremot mer homogena. Samtliga hus som har system 32 är försedda med Fläkts sol- fångare, FIGUR 2.4.13. I system 42 har man också genomgående Fläkts utrust­ ning; solfångare, ventilationsvärmeväxlare och varm- luftaggregat, FIGUR 2.4.14. 3-Q2 34 FIGUR 2.4.13 FIGUR 2.4.14 35 22 S G 34 44 G 39 FIGUR 2.4.15 DE BÅDA UDDA HUSEN I PROJEKTET. FÖRFAT­ TARENS HUS 22S G 34 REDOVISAS I BILAGA 6. HUSET 44 REDOVISAS I EN SEPARAT RAPPORT FRÅN BFR. De båda specialhusen tillkom dels på grund av intres­ se från några av huvudmännen i projektet (22S), men BFR-anslag för försöken med multrum och gråvattenre­ ning erhölls ej. Hus 44 tillkom på direkt begäran av BFR trots att styrgruppen för egen del inte ansåg att ett system av detta komplicerade slag skulle kunna bli ekonomiskt bärkraftigt även om man till slut skulle lyckas få det att fungera nöjaktigt. Som det sedermera skulle visa sig spelade de tre energimätarna för värme, varmvatten och hushållsel en viktig roll i projektet, FIGUR 2.4.16. "Manuella av­ läsningar" månadsvis kan vara en tillräcklig bas för rätt säkra utvärderingar av energibalans om de kombi­ neras med temperaturmätningar ute och inne samt re­ gistrering av vattenförbrukning och ventilationsluft- flöde. Ventilationsvärmeväxlare eller FTX-aggregat är det talrikast förekommande aggregatet i Täby-projektet (i 14 av 26 hus). Tolv av de 14 är av Fläkts fabrikat som i FIGUR 2.4.17. Som sedermera skall visas har dessa aggregats funk­ tion i samband med husets - och det är ju det som räknas - klarlagts i projektet. Att en hel del värme sparas framgår av FIGURERNA 2.4.18 och .19. Avluften från ett F-ventilerat hus smälter betydligt mer snö än den från ett FTX-aggregat. 36 FIGUR 2.4.16 MÄTARE, FIGUR 2.4.17 FTX-AGGREGAT 37 FIGUR 2.4.18 och MED FTX-AGGREGAT. 19. FOTON AV HUSTAK UTAN OCH FEBRUARI 1979. 3 MATNINGAR 3.1 Kort beskrivning I BILAGA 2 ger Björn Källberg och Tommy Kjellander (förutv och nuvarande, maj 82, chef vid MCE) en be­ skrivning av hur mätsystemet i Täby byggdes upp och drevs. Under planeringsskedet gjordes ett mätprogram. Detta program var inte fullkomligt. Eftersom många samband var otillräckligt kända, var det långt ifrån själv­ klart vad som skulle mätas och vilken noggrannhet som krävdes. Med facit i hand kan konstateras att mät- programmet blev en aning överambitiöst. En avsevärd mängd mätdata har inte kommit till användning - och vissa data är i knapphändigaste laget. Att vi varit överambitiösa är emellertid bra - motsatsen hade bäd­ dat för ett misslyckande. I delredogörelsen BFR R83:1979 redovisades mätstarten och de problem vi då hade. Därför skall detta inte upprepas här - hur lärorikt detta skede än var. Där­ emot skall understrykas att projektledningen föran­ staltade om kontinuerliga mätaravläsningar, trots att automatisk registrering av energiförbrukning ingår i mätprogrammet. Som framgår av detta kapitel hade det varit närmast katastrofalt om så inte skett. Det sis­ ta mätåret förekom nämligen mätfel i de automatiska mätningarna som vi ännu inte vet hela orsaken till. Om de "manuella" mätningarna inte genomförts, hade vilseledande resultat erhållits. I princip avkänns, i två områdessystem, vardera 600 mätkanaler var 5:e minut av en för ändåmålet program­ merad bordsdator (HP 9825). Dessa signaler behandlas, bedöms med hänsyn till rimlighet och lagras på ka- settband. I förekommande fall, då signalen faller utom ett bestämt rimlighetsintervall, ges felsignal. Det som mäts är främst • temperaturer (analoga mätningar med termoelement), • energiflöden och vätskeflöden (digitala mätstorhe- ter) , • drifttider. Med temperaturer och energiflöden kan i princip full­ ständiga energibalanser konstrueras. 39 3.2 Mätstorheter och bedömd noggrannhet För uppställning av en energibalans med acceptabel noggrannhet beslöts följande mätningar i tillämpliga delar: dim inter­ vall fel, p=0,9* • utomhus lufttenperatur (°C) -30 - +25 0,2 • ytterrperatur ytterväggar och yttertak på ett grändhus (°C) -30 - +50 0,5 e vindhastighet (m/s) 0-30 10 % • solintensitet mot horisontell yta (W/m2) 0 -1000 10 % • kallvattentemperatur (°c) 0-20 0,2 • medeltemperatur inctrihus i över- och undervåning (valfri period) (°c) -30 - +30 0,2 • från- och tillufttemperatur före och efter ev värmeväxlare (°C) -30 - +30 0,2 • registrering av ventilations­ systemets driftfall (1) 0-1 0 • tillförd elektrisk energi, hushåll varmvatten värmesystem värmepunp totalt värmepump kompressor (kWh) 1 %** • vattenburen energi (eg medel­ effekt) från värmepunp eller sol­ system till varmvatteriberedning (kW) 0 - 10 m 10 % • vattenburen energi (eg medel­ effekt) från värmepunp eller sol­ system till värmesystem (kW) 0 - 5 kW 10 % • luftburen energi (eg medeleff) från värmepunp Westinghouse (kW) 0 - 5 kW 10 % • registrering av öppettider för fönster och dörrar (1) 0-0 0 • husens otäthetsfaktor (läckflöde i cxns/h vid tryckmätn och 50 Pa) (1) 10 % * p betyder sannolikhet (konfidensnivå) ** Relativt fel. Det absoluta felet är något större. Normalt visar kWh-natare upp till 2 % for låga värden, särskilt vid låg belastning. Ytterligare värden är av intresse, men kunde inte in­ samlas - av ekonomiska skäl. Det är • avloppstemperatur - flöde • fuktavgivning i husen Det senare hade kanske kunnat beräknas ur mätvärden från hygrometrar, men det bedömdes vara av relativt begränsat värde, då huvuddelen av fukten kommer från människornas utdunstning. 3.3 Mätvärdenas behandling och mätvärdesfel 3.3.1 Insamling. Bearbetning av mätvärden Detta redovisas i BILAGA 2, vilken författats av Björn Källberg och Tommy Kjellander. 3.3.2 Mätvärdesfel Under perioden 800701 - 810630 vägrade vissa husägare mätpersonalen tillträde till husen på grund av kon­ flikt om husens finansiering, garantier etc. "Manuel­ la" data saknas därför i viss utsträckning. De automatiskt registrerade värdena från pulsräknarna har därför fått tillgripas även för den övergripande utvärderingen av energibalans. När utvärderingen kom­ mit en bit på väg upptäcktes att en hel del av dessa värden var osannolika. En analys av dem genomfördes därför och den refereras mer detaljerat i BILAGA 7. Slutsatserna av analysen är i korthet att automatiskt registrerade data från mätåret 1980-81 inte kan an­ vändas i den slutliga analysen av energibalans. De hus som närmast berörs är 32 G 40 (även inomhustemperaturen osäker) 42 G 27 42 G 28 12 R 3 Även 12 G 35 har uteslutits från analysen för år 1980-81. Här är skälet att ventilationssystemet byggdes om. 41 4 ENERGIBALANSER 4.1 Principer Enkla energibalansdiagram och budget­ uppställningar År 1972 lanserade författaren stapeldiagram för in- och utgående energikvantiteter från hus. Detta enkla betraktelsesätt, FIGUR 4.1.1, är numera rätt vanligt förekommande. I de flesta sammanhang där författaren använt model­ len har eftertryckligt betonats att den inte kan be­ traktas som ett vetenskapligt instrument och att den innehåller vissa osäkerheter. Ett sätt att öka säker­ heten i bedömningarna är att rita flera energibalans­ staplar - t ex en för varje månad. Även för mer momentana energibehov = effektbehov är betraktelsesättet relevant och användbart. En svårig­ het är därvidlag bara att på ett någorlunda korrekt sätt ta hänsyn till värmelagringen, som i nästan alla fall har stor betydelse. Definitionsmässigt är ett stort antal effektbalanser, sorterade i storleksordning, lika med ett varaktig- hetsdiagram. Det är därför självklart att ett utbyte av energibalansstaplar för årsenergibehov mot tidsbe­ roende diagram av typ kalendertid-effekt eller varak- tighetsdiagram för ut- och ingående energibelopp ut­ gör ett väsentligt steg mot en bättre noggrannhet. ENERGI ELLER EFFEKT IN, TjjU&öUel TI) Gticutlb- jjr V vä/ime. Hl B eXal4 t. znoAQ-L / 1979- 11-20--12-103 «3/h 1= 68. 2= 57. 3= 0, 4= 0. («3/h) ; Indikationer i Tillförd energi ; Ber . -«a tn DAG : 1 ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 i 6 : 7 :i 8 : ? ! io : ii : 12 ! 13 ! 14 ! ! ! ! 21 ! 22 ! 23 ! 24 ! S ar ! qr ! Kd !«3/h i kWh !! «3/h ! X ! «/s : kWh 1 kWh : kWh ! kWh ! kWh: : : : kWh ! kWh : kWh ! kWh ! 1120 3.8 22.7 13.9 57. 100 . 110 5. 4.4 13.3. 4.3 34,30 56,8 1121 2.1 22.4 20.3 61 . 103 . 126 6 . 4.4 14,6 5.5 32.7Ç 57.2 1122 3. i 22.1 18.9 59. 100 . 84 6 . 4,4 13.8 6.8 33.80 63,8 1123 7.8 22 4 14.S 68. 102 . 153 6 . 4.4 16,0 19.1 29,40 68.9 1124 4.6 22. 1 17.6 68. 104 . 69 6. 5.6 13,5 6.0 34.40 59.5 112S 3. i 22.0 13.9 60 . 104 , 2 i 4 6. 5.6 14 9 9.4 40.10 70.0 1126 S.S 22.3 16.7 67. 100 . 73 6 . 4.4 22,4 6.7 36.4 0 69.9 1127 .3 22.9 22.5 60 . 101 . 103 8, 4.4 17.3 5.2 42.70 69.6 1128 -1.4 21.6 23.0 68. 101 . 522 5. 4.4 13,2 ' 7.0 42.00 71.6 1129 3.1 22.6 19.5 65. 103. 41 6 . 4.4 15,4 10.7 47.50 73.0 1130 2.7 22.6 i9.9 65. 102. 455 6. •1.4 25.6 22.0 33.50 85.5 • 1201 2.4 22.0 19.6 58. 100 . 157 4 . 5.6 14.6 7.9 34.50 62.6 1202 7.1 22.2 15.1 57. 101. 56 6. 5.6 10,2 10.5 32.20 58.5 1203 7.1 22. S 15.5 59. 101 . 193 6 . 4.4 14,2 6.9 26.60 52.1 3.7 22.3 62. 102. 6 . 260.9 2.4 67 . 224 . 128 . 505.7 924. FIGUR 4.2.1 RESULTATTABELLER FRÄN VILKA SEDAN REGRES­ SIONSANALYSEN GJORDES. Ett exempel på lista för parametrar och variabler är 1) temperaturdifferens (gradtimtal) 2 ) sol 3) vindstyrka 4) varmvattenförbrukning 5) vädringstid, index 0-7 Om man jämför de parametrar som här redovisats med de energibalansstaplar som hittills använts i den mera enkla översiktliga "manuella" analysen finner man följande. Transmissions- och ventilationsförluster är direkt knutna till a^x^. Här betyder a-^ husets speci­ fika förbrukning i w/°C och Xj temperaturdiffe­ rensen ute/inne. Solvärmevariabeln x2 har här anta­ gits vara instrålningen mot en horisontell yta (Wh/h, kWh/period), vilket kan betraktas som ett slags god­ hetstal för solen. Vindens inverkan på ventilationen är troligen av andra graden eftersom vindtrycket är proportionellt mot vindhastighetens kvadrat. Alterna­ tivet att såväl ta med vindhastighet som vindhastig­ hetens kvadrat ökar antalet parametrar och komplice­ rar modellen. Även temperaturdifferensen har en andragradsinverkan på ventilationen. Termik uppstår i huset vid stora temperaturdifferenser ute/inne. Det kan övervägas huruvida ytterligare parametrar och variabler skall införas i kalkylen. Man kan tänka sig enklare eller mer detaljerade sta­ tistiska undersökningar. I den enklaste betraktas varje observation (uppsättning av variabler) från likadana bus såsom generell och allmängiltig för den hustypen. Därmed skulle t ex tre 14-dagarsperioder från två referenshus ge en bestämning av samtliga sex parametrar i det enklaste fallet. Naturligtvis måste man ha en viss överbestämning av parametrarna för att få ett statistiskt meningsfullt resultat. Med sex parametrar är enligt konsulterad statistisk expertis ca 20 observationer minsta tänk­ bara överbestämning för att få ett meningsfullt re­ sultat . Automatiska rutiner för stegvis linjär multipel re­ gressionsanalys finns. Denna programmerade automatis­ ka metod innebär i stort sett att den mest betydelse­ fulla parametern identifieras. Därefter avsöks mate­ rialet så att den därnäst mest betydelsefulla parame­ tern tas med. Därefter följer en systematisk proce­ dur, varvid successivt de bästa modellerna med olika parametrar identifieras. För detta har krävts medverkan av statistisk exper­ tis. Lennart Nordberg vid Institutionen för Matematik har bidragit med synpunkter och assisterat vid utvär­ deringen. Han har under avsevärd tid sysslat med lik­ artade problem åt andra forskare. Analysernas omfattning För vart och ett av sex huspar system 12 (2 ref.hus­ par) , system 22 (2 huspar med FTX) och system 32 (2 huspar med solv.varmv) har gjorts ett antal olika analyser : • Helårsanalys för två hus tillsammans (= 6 st). • Helårsanalys för vart och ett av de båda husen i gruppen (= 12 st). • Vinterhalvåret för de båda husen tillsammans (= 6 st) . • Sommarhalvåret för de båda husen tillsammans (= 6 st) . • Vinterhalvåret för andragradsterm för de båda husen tillsammans med en temperaturberoendet (= 6 st). • System 22 (2 huspar med FTX) med andragradsterm för temperaturberoende (2 st). Det sammanlagda antalet analyser är alltså 38. 4.2.3 Resultat Orientering Med "vald" modell menas den med största antalet sig­ nifikanta parametrar och variabler. Gränsen för sig- nifikans är p > 0,95. Inom parentes anges antal peri­ oder om ca 10 dagar som ingår i analysen. Helårsanalyser av 12 R 3,4 (44 per) gav en vald mo­ dell med a , temp och sol signifikanta. Detta gäl­ ler även 12 R 3 (24 per) samt 12 R 4 (20 per). För 12 R 3 gav även varmvattenförbrukningen ett signifi­ kant parameter-variabel-par. Helårsanalyser av 22 R 7,12 (42 per) gav en modell med a (negativ = -12) samt temp och varmvatten signifikanta. 22 R 7 (21 per) gav enskilt samma re­ sultat. 22 R 12 redovisar aQ temp och vädring som signifikanta med aQ positivt (7,5). Helårsanalyser av 32 R 8,9 (42 per) gav som bästa mo­ dell med aQ (= +8,3) samt temp och varmvatten. Sol ej signifikant. Hus och enskilt gav aQ (-8,9) samt temp o varmv. Hus 9 aQ (= -11) jämte temp o varmv. Helårsanalysen av 12 G 35,36 (45 per) gav en modell med a (= 18,8) samt temp och sol signifikanta. 12 G 35 gav aQ negativ (= -3,2) samt förutom sol o temp även varmv signifikant. 12 G 36 gav (aQ = 29) samt temp och sol. Solvärdet var högre än genom­ snittsvärdet (= -4 jfr med mdlv -2,7). Helårsmodellen 22 G 33,37 (42 per) gav lågt intercept (a = 0,2) samt temp, sol och vädring (!) som sig­ nifikanta. De enskilda husens modeller hus 33 (aQ = 25, a-L = 3,71, avarmv = 1,94) samt hus 37 (aQ = -10,5, a-^ = 3,88, avg(jr Pa gränsen till signifi­ kant) . Helårsmodellen 32 G 40,41 (36 per) gav negativt in­ tercept (aQ = -23) samt temp, varmv och vädring. Båda enskilda husen negativa intercept samt temp och varmv signifikanta. Analyserna av kalla perioder (17 st) (temp.diff mer än 18°) för 12 R 3,4 gav en modell med aQ, temp och sol. De enskilda husen studerades inte på grund av för få perioder. Husen 22 R 7,12 gav förutom ett högt intercept inget helt säkert temperaturberoende. Risken för felaktig utsaga om temperaturens betydelse var 0,064, dvs mer än de 5 % vi ansett oss kunna acceptera. Husen 32 R 8,9 gav för perioder med temp.diff mer än 15° ett relativt högt intercept och temperaturbero­ ende, men solinverkan låg på något för hög risknivå (0,073). 48 Grändhusen 12 G 35,36 (26 kalla perioder) gav en tro­ värdig modell med aQ, temp och solinverkan signifi­ kanta med mindre risk än 0,0001. Det förtjänar att nämnas att de utsorterade varma perioderna däremot gav en modell med negativt intercept samt ej signi­ fikant solinverkan. Husen 22 G 33,37 (22 per) gav aQ temp och sol. För husen 32 G 40,41 (17 per) identifierades negativt intercept (aQ = -8,5), temp och varmv som signifi­ kanta. Eftersom modellerna för system 22 blev så “då­ liga" gjordes ytterligare körning med även en kvadra­ tisk term för temperaturdifferensen. Denna term blev signifikant för dessa hus. Varför förklaras senare. Resultatens talvärden och betydelse Genomgående är "förklaringsgraden" (= korrelationsko- efficientens kvadrat, R2) hög eller mycket hög. I genomsnitt ligger R2 kring 97 % för "vald modell" och endast i undantagsfall är förklaringsgraden under 95 %. En översikt över de linjära regressionsmodeller som körts för huspar redovisas i TABELL 4.2.1. TABELL 4.2.1 ÖVERSIKT AV REGRESSIONSMODELLERNA aQ = kWh/d Endast signifikanta a-L = kWh/d, °C parametrar redovisas a-2 = l/d x2 = dygnsmedelvärde nyttig sol Syst a0 RADHUS al a2 x2 a0 GRÄNEHUS al a2 x2 12 helår 20,9 2,35 -1,45 2,65 18,8 3,77 -2,72 3,12 kall per 27,3 2,12 -2,68 0,91 24,6 3,61 -4,37 1,65 22 helår kall per 2,3 2,49 3,39 12,7 3,50 3,17 -1,37 2,98 32 helår 13,2 2,64 - 11,5 3,48 ej ident kall per 27,7 2,1 - 8,4 3,63 _II__ Om man betraktar samtliga körningar och deras resul­ tat, kan man göra följande rent allmänna, kvalitativa iakttagelser. • Temperaturparametern, dvs husets specifika energi­ behov blir för grändhusen mycket nära den på konven­ tionellt sätt beräknade. För radhusen är motsvarande värden låga och spridningen stor. 49 « Solvärmen redovisas som signifikant parameter en­ dast för hälften av de huspar som beräknats - detta är anmärkningsvärt. Dessutom är solvärmen lägre än vad man normalt räknar med - och detta är inte mindre anmärkningsvärt. • Den konstanta termen ag är större än 12 kWh/d = (0,5 kW) för samtliga huspar utom grändhusen med ventilationsvärmeväxling. • Referenshusen syns ha "bra" modeller - de överens­ stämmer någotsånär väl med hittills accepterat syn­ sätt . • Husen med ventilationsvärmeväxling har rätt skeva modeller i vissa avseenden. De verkar vara störda av någon oregelbundet verkande faktor. I och för sig stämmer detta ju väl överens med vad som teore­ tiskt bevisas, nämligen att energiförbrukningen på­ verkas mer av termik och vind i dessa hus än i hus med enbart frånluft.*) • Husen med solvärme saknar signifikant solvärmeterm, vilket vid första påseendet verkar vara mystiskt. Om proportionalitet skulle råda krävs emellertid att all instrålad solvärme konsumeras. Detta är gi­ vetvis inte fallet, vilket sannolikt är en till­ räcklig förklaring. • Spridningen i den dominerande faktorn a-^ för re- ferens-grändhus och solvärmehus system 32 är låg. För referensradhusens del kunde värmeströmmar mellan lamellerna identifieras redan vid en provkörning på ett begränsat material. Stora skillnader mellan de enskilda husens temperaturberoende kunde konstateras och förklaringen låg i att lamellerna höll ca 3° temperaturskillnad inne, vilket gav till upphov en klart skönjbar värmeström från den ena lamellen till den andra. Den kvantitativt dominerande faktorn är som antytts parametern a-^. För referensradhusens del uppgår a-^ endast till 70 à 80 % av det förväntade värdet 2,98 ((56,6 W/°C + 67,7 W/°C) x 24 h = 2,98 kWh/°C,d). För grändhusens del ligger parametern a-^ rätt nära det förväntade värdet, som är 3,72 ((87,8 W/°C + 67,2 W/°C) x 24 h = 3,72 kWh/°C,d). Genomsnittet med spridning för ref.hus och system 32 (solv.varmv) är 3,59 +/- 0,08. Skillnaden är blygsamma 3,5% +/- 2,2%. * Not: Prof F.Peterson "skulle för sin del gissat fel" - Det gjorde förf också i 14 år innan lösningen spårades. 4—Q2 /szkJt. kWh T1LLFÖMEL 300 W RektanglcUi motAvcuiande Ke.g?i&>i-LonbcwcilyA eAncu, WA ultat & S,76 FIGUR 4.2.2 REGRESSIONSMODELLERNA FÖR GRÄNDHUSEN GER INDIKATIONER OM NYTTIG SOLVÄRME. FIGUREN FÖREGRIPER SENARE RESONEMANG OM ATT REDOVISA ENERGIER I BALANS­ ERNA SOM YTOR I "FALSKA" VARAKTIGHETSDIAGRAM. Varaktighetsdiagram Det ligger nära till hands att göra omA8-Effekt till varaktighet för att så enkelt som möjligt kunna be­ skriva energitillförseln med ytor. Y-axeln är effekt, x-axeln tid, ytan är energi. I FIGUR 4.2.4 visas temperaturdiff-energi för refe­ renshusen 12 G med modellen från regressionsanalysen samt plot och regressionslinje. I FIGUR 4.2.5 visas solinverkan som parametern a 2 gånger (solin­ tensitet) . I FIGUR 4.2.5 visas den logiska gången från temperatur-energi till tid-effekt. 51 Det är svårt att direkt inse hur solvärmen skall tol­ kas ur regressionsmodellerna. Dock är indikationerna för "kall period" då solvärmen kommer till nytta av allt att döma desamma som från helårsmodellen, FIGUR 4.2.2. Se vidare resonemang om detta i avsnitt 4.8. Enligt figuren skulle den största nyttiga soleffekten (Pmax) (vid ca 6-000 h) vara 0,7 à 0,8 kW, vilket likaledes enligt figuren ger solvärmetillskottet Qg = ca 3000 kWh. VARIABLE N MEAN STD DEV SUM MIN MAX Û 45 73 .55822222 TEMP 45 16 .76488889 SOL 45 3 .11577778 V INO 45 2 .17777778 VATT 45 14 .28888889 VAED 45 55 .24444444 CORRELATION COEFFICIENTS / PROB > IR! UNDER HO :rho=o / N = 45 Q TEMP SOL V IND VATT VAED Q 1.00000 0.0000 0.97389 0.0001 -0.80621 0.0001 0.85607 0.0001 0.7Î063 -0.68737 0.0001 0.0001 TEMP 0.97389 0.0001 1 .00000 0.0000 -0.71569 0•0001 0.34033 0.0001 0.60890 -0.67681 0.0001 0.0001 SOL -0.80621 0.0001 -0.71569 0.0001 1.00000 0.0000 -0.65616 0.0001 -0.70361 0.61449 0.0001 0.0001 VIND 0.85607 0.0001 0.84033 0.0001 -0.65616 0.0001 1.00000 0.0000 0.50561 -0.51768 0.0004 0.0003 VATT 0.71063 0.0001 0•60890 0.0001 -0.70361 0.0001 0.50561 0.0004 1.00000 -0.55461 0.0000 0.0001 VAED -0.68737 0.000 1 -0.67681 0.0001 0.61449 0.0001 -0.51768 0.0003 -0.55461 1.00000 0.0001 0.0000 STEP 2 VARIABLE SOL ENTERED R SQUARE = 0.972916 DF SUM OF SQUARES REGRESSION ERROR TOTAL 2 42 44 46838.23934068 1303.86091709 48142.10025778 B VALUE STD ERROR INTERCEPT TEMP SOL 18.79869448 3.77268084 -2.72453557 0.16858509 0.44247929 the above model is the best 2 variable mopel found. PR OB>F o.ooot PROB >F 0.0001 0. 0001 FIGUR 4.2.3 EXEMPEL PÅ UTSKRIFT AV RESULTAT FRÅN REGRESSIONS­ ANALYS. EXEMPLET AVSER GRÄNEHUSEN SYSTEM 11 (12) TILLSAMMANS, DÄR 45 CA 14 DAGAR LÅNGA PERIODER LEVERERAT INDATA. Q-MEAN ÄR GENOMSNITTLIG ENERGIFÖRBRUKNING (INKL PERSONVÄFME). TÏMP-MEAN ÄR PÅ SAMMA SÄTT SKILLNAD MELLAN UTE- OCH INNETEMP. TABLÅN UN­ DER MEDELVÄRDENA ANGER SAMBANDET MELLAN Q OCH VARIABLERNA Xj_ - x5. I TABELL 4.2.1 REDOVISAS BÄSTA 2-VARIABELMODELL MED ao = 18.8, ax= 3.77 SAMT a2 = -2.72. RISKEN ATT "SOL" INTE HAR BETYDELSE FÖR SAMBANDET ANGES TILL 0.0001. VID VÄRDET 0.05 OCH HÖGRE FÖRKASTAS MODELLEN OCH NÄRMAST LÄGRE MODELL (1-VARI- ABEL) ANVÄNDS. 52 150 Q. kWh/dygn 100 50 j 50 Q kWh/dygn____________________________ i maj79-\ncLj80,kat> 12G35,36 ( plot oah H2.gn.2A&lovit>linj2, Qfli, 799+3, 7?Z s/' ss SS sP // x ' w -fV sy*: % xx A^ inlagda em taka t>olväAd2.n[14d~mdlv) / Aamt tänkt ptiojaktion av ll2A.cdu>- S / ii g2.nomAnitt av ■t>oU,nv2A.kan 1 V- - - V A - -- 1---------- I- 10 15 20 25 30 35 x J =t2mp2AatuJicLL/s-/)2A2.n6,u C 9avmt’ m/d 100 150 WfcR' m,d FIGUR 4.2.4 A. REFERENSHUSEN 12 G 35,36 (HELÅR). PLOT OCH LINJÄR REGRESSIONSLINJE. SOLINVERKAN KAN ANSES LIGGA I ETT PLAN VINKELRÄTT MOT Q/x-^PLANET SOM VISAS HAR. B. FEM SOLINTENSITETER x2 GÅNGER DEN IDENTIFIERADE PARAMETERN a2 ÄR REDOVISADE. EN TÄNKT GENOM­ SNITTLIG INVERKAN AV SOL ÄR SKÖNSMÄSSIGT SKISSAD. C. PLOT Qb mot Q AVL ENL REGRESSIONSEKV Q = 18.799 + 2,7726 x± - 2,7245 x2- 53 Q. TWLlön&dl A0 —> Q_ T-ilZfföuel. Q. Tttt^öueZ \ \ \ N \ Ns \s\ L. mrrB \ t ! \ \ \ i \ \ iot md- filyttad 1 1-------- 1 -------- f --11 --- - -- - l-l tLd~ Ltn&iVit&eAat dtagfum tid —> tid FöMluAte/i - T-HZ^öfL&e£ FIGUR 4.2.5 ÖVERGÅNG FRÅN TEMPDIFF - Q DIAGRAM TILL VARAKTIGHETSDIAGRAM FÖR SÅVÄL FÖRLUSTER SOM TILLFÖR­ SEL. Den konstanta termen aQ är det energibehov huset har enligt observationerna då ingen temperaturskill­ nad ute — inne rader• Man kan direkt rita in termen i ett varaktighetsdiagram av den typ som redovisas i FIGUR 4.2.5. I samma figur har lagts in den tempera­ turberoende termen aj^ xlf ehuru den i ett var­ aktighetsdiagram inte är linjär. Regressionslinjen Q = aQ + a, xx är sann under förutsättningen att solen aldrig lyser. När så sker tillförs ekvationen en variabel x2, som tillsammans med sin konstant + a2 (med negativt värde) ger minskning av energibehovet a2 x2. Detta är likty- digt med att Q flyttar sig från Q - Xj_ - planet till en plats i en rymd med de tre axlarna Q, x-^ och x^ . vinkelräta mot varandra. I denna rymd finns ett plan som karaktäriseras av sambandet Q = aQ + al X1 + a2 x2’ Om man projicerar a„ x, på Q - planet erhålls en av solintensiteten bestämd kurva som ligger under linjen Q = a„ + a x enligt FIGUR 4.2.4. I varaktig- hetsdiagrammen kan detta symboliseras med ett regel­ bundet fält, som kan sägas vara det genomsnittliga värdet under ett stort antal ar. Det ligger således en realitet bakom betraktelsesättet såtillvida att figuren gäller som en generaliserad tolkning av sam­ bandet mellan energitillförsel totalt och andelen sol genom höljet (fönstren). Av logiska skäl måste tillförseln i FIGUR 4.2.4 ha en motsvarighet i ett förlustdiagram med samma övre be- gränsningslinje. Beroende på hur man definierar övrig tillförsel och i vilken ordning man lägger in den far den "nyttiga" solvärmen en begränsning, till vilken regressionsanalyserna inte lämnar nagon förklaring. Snarare är det så att överskottet av tillförsel under årets varmaste tid ger oskärpa i resultatet. Detta är ett av skälen till att analyser omfattande enbart kalla perioder också genomförts. För att här slutföra diskussionen om varaktighetsdia- gram definieras förlust- och tillförseldiagram i FI­ GUR 4.2.6. Ordningen mellan de olika posterna kan inte omkastas utan vidare. Exempel på detta visas också i figuren. Resultat av analyser med andragradsterm för temperaturberoendet_________________ För att få en test på FTX-husens (system 22) beroende av värmeväxlarsystemet kördes regressionsmodellen även med en andragradsterm för temperaturinverkan, dvs , 2 Q = a0 + af xi + af xi + a2 x2 + Den konstanta termen är av ett icke obetydligt in­ tresse. Med hjälp av den kvadratiska termen har aQ även för system 22 kommit närmare det förväntade vär­ det, t ex helår, 22 G-linjär helår, 22 G linjär + kvadra­ tisk term aQ = 3,4 aQ = 23,1 Ytterligare slutsatser av denna delanalys har inte kunnat dras. Orsaken till att en andragradsterm över huvud taget identifierats är sannolikt att frys— skydds förvärmning slår till vid laga utetemperatu­ rer. Det finns alltså en reglerfunktion som styr materialet vi observerar. 55 * * i -i 3 4 5 6? .tcd, 1000-tal h tid, 1000-tal h <- meA "déveÆàe1 \ \.X téd, 1000-tal h a dlvette. ^cklaitM. b v&ntilation c txaniml&Alon d avdanitnlng o. UA-^öaluAteA tid, 1000-tal h väAme. g iol k p&uoneA. I hiuhdltiel j vaAmvatte.nbeM.e,dning FIGUR 4.2.6 SCHEMATISERADE "FALSKA" VARAKTIGHETS- DIAGRAM FÖR FÖRLUSTER OCH TILLFÖRSEL AV ENERGI. VALD ORDNING ÖVERST SAMT ANNORLUNDA ORDNING. BREDVIDLIG­ GANDE STAPELDIAGRAM REDOVISAR ENERGIBELOPPENS RELA­ TIVA STORLEK. 56 Tolkning av resultat Den konstanta termen bestäms av tillförseln och har en motsvarighet på förlustsidan som följer: Förlustsidan Ti11förselsidan Förl mot mark 6 + 3 Varmvattenber 10 + 3 Förångn.värme 3 + 1,5 Hushållsel 12 + 4 Vattengenomflöde 12 + 5 Summa 21 + 6 22 + 5 På sommaren tillk En del vädring vädring och över- och övertemp temp inne balanseras av sol 0 Uppskattning 25 + 7 Summa 22 + 5 Att vädring inverkar beror helt enkelt på att förlus­ terna vid alla utetemperaturer ökar med vädringen, vilket höjer förlusterna - som vi skall se mest vid relativt höga utetemperaturer. Ytterligare slutsatser kan dras av dessa resonemang. — Eftersom klimatet bestämmer förlusterna bör för- 1ustdiagrammet bestämma även tillförseln i diagram- rosts vänstra’ del. I diagrammets högra del finns ener— giöverskott, varför tillförseln inte är klimatberoen­ de där, FIGUR 4.2.7. Regressionsanalyserna är kanske av detta skäl inte en analysmetod som helt pålitligt ger alla svar på ener­ gibehovets geometri. Med vetskap om denna bakgrund syns dock metoden ha visst diagnostiskt värde. 'Mzkt F öAluAtzA Hän. avgöA i lö-tzmp i 16o& zmAglbcila.nl> lom- maAmanad za, zxmpzZ FIGUR 4.2.7 SAMBANDET KLIMAT (UTETEMPERATUR) - EFFEKTBEHOV BESTÄMMER FUNKTIONEN (Q, t) ENDAST I DIAGRAMMENS VÄNSTRA DEL, DVS NÄR DET ÄR KALLT. 57 Varaktighetsdiagrammen bör kunna bidra till att vi får en mer nyanserad bild av exempelvis värmebehovet sommartid. Under ofta förekommande gråmulna eller regniga (inte för korta) perioder behövs värmetill­ skott för att innetemperaturen inte skall bli obehag­ ligt låg. Exempel: En person hemma, utetemp +12°, regnigt och grått - avdunstningsvärme från husets yt- terytor motsvarar diffus instrålning. Effektbalansen kan t ex bli i ett grändhus: DETTA ÄR EN GROV SKATTNING Förluster: Tillforsel: Transm + vent 156 * 9° 1.404 W Sol gm hölje minus Golv ca 200 " avdunstning 0 W Avdunstn, 1 kg/d 28 " Personer (1 pers VA, 150 l/d*l, 16*10°/24 delvis henna 60 " Hushåll (kyl,frys) 100 " W-beredare, tcmgång 140 " Varmv, san svalnar ca 80 " Summa 1.705 W 380 W DETTA ÄR UPPMÄTTA VÄRDEN Driftresultaten styrker helt att värmebehov sonxnartid föreligger: Period kWh spridn motsv effekt (W) 4 grändhus (12 o 32) 790618-0914 604 52 280 800514-0815 595 108 275 För grändhus med ventilationsvärmeväxlare är det note­ rade behovet VÄSENTLIGT lägre, vilket ytterligare styrker resonemanget. 58 4.2.4 VA-förluster (avloppsvärme) Bakgrund Redan de första åren på 60-talet intresserade sig författaren för hur stor energi som följde med av­ loppsvattnet ut ur huset. I BFR 98:1963* finns FIGUR 4.2.8. I många sammanhang finns anledning att ta hänsyn till VA-förlusternas storlek. Bristen på data har emeller­ tid gjort att man fått använda sig av mycket enkla gissningar när det gäller konstruktion av energiba­ lanser. Den gissning som författaren publicerade re­ dan 1967 och som sedermera använts bl a av Karl E Munter** var 3.500 kWh och Bo Adamson et al*** har redovisat värden på samma nivå. Denna siffra har upp­ repats så ofta att den kommit att uppfattas som ett välgrundat mätresultat. Vid några tillfällen har emellertid förf publicerat en något mer differentie­ rad bedömning, som i princip överensstämmer med FIGUR 4.2.9. * N-E Lindskoug: "Försök med elektrisk bostads- uppvärmning" BFR 98:1963 ** Munther, K-E, 1974, Energy Consumption in Single Family Houses. Report R58.1974, from the Swedish Council for Building Research, Stockholm. *** Adamson, B & Källblad, K, 1975, Studier av energi­ balans i två villor. Projekt: Modulent-Stoby, Tekniska Högskolan i Lund. Institutionen för Byggnadskonstruktionslära. Arbetsrapport 1975:4. 59 .vlovv-ivattmti temp, C FIGUR 4.2.8 TEMPERATURREGISTRERINGAR I ETT FLER- BOSTADSHUS I UPPSALA OMKRING ÄR 1960. (BFR98:1963 - se not föreg sida) kallvatten 130 m vahmvattan 45 m ; 3600 kWh S:ma vatten[=mdlv Täby) 175 m3 TILL HUSET: be/iedai^öhluit cia 1400 kWh avi valuing l höh. aa 500 kWh avivalnlng l hum an 100 kWh S:ma 2100 kWh TILL Al/LOPPET S:ma 4300 kWh U vattenflöde eneh glflöde FIGUR 4.2.9 HYPOTES OM ENERGIOMSÄTTNING FÖR VATTEN OCH AVLOPP I ETT GENOMSNITTLIGT TÄBY-HUS. 60 Indikationer såväl de enkla temperaturmätningar som gjorts i Upp­ sala som rena temperaturindikationer från avloppet i förf:s hus i Täby-projektet (nr 34, system 22S) anty­ der att VA-förlusterna kan vara betydligt större än man hittills antagit och att de dessutom varierar starkt från hus till hus. Även i regressionsmodellerna som redovisades i före­ gående avsnitt ligger den konstanta termen för gränd­ husen oftast i intervallet 6.000 - 10.000 kWh. I ter­ men ingår 2.000 à 2.500 kWh värmeförluster neråt mot mark, varför den konstanta term, som skulle kunna be­ ro på avloppsförluster, ligger mellan 4.000 och 7.500 kWh. Mätningar utförda vid avd för VA-teknik och Vatten­ kemi* har gett ett genomsnitt av ca +28°C på av­ loppsvattnets temperatur. Med 170** l/pers,d (småhus) ger 1.510 kWh/pers,år. Med 210 l/pers,d (hyreshus) ger det 1.867 kWh/pers,år. 4 pers motsvarar 6.000 à 7.500 kWh/bost,år. Hypotes Vattenomsättning och luftomsättning i hus sker på analogt sätt. Kallt medium kommer in och varmt medium lämnar huset. Denna hypotes avses inte att helt bevi­ sas i detta avsnitt. Här skall endast fortsättnings­ vis redogöras för de mätresultat som lagt grunden till att hypotesen sedan använts i det "manuella" utvärderingsarbetet. Hypotesen är; "Vattengenomflodet genom huset enligt kallvattenmäta- ren gånger temperaturdifferensen avlopp - kallvat- tenservis utgör hela året energiförlust som måste kompenseras med en lika stor energitillförsel." Stickprov från temperaturmätningar i avloppet i hus 34 sept - dec 1980. BDT-vatten tappas i en måttligt värmeisolerad låda, FIGUR 4.2.10, med bräddavlopp. Där finns ständigt ca 350 1 slamblandat avloppsvatten. Vid tappning sker omblandning och bräddning. Temperaturen registreras centriskt i lådan nära inloppet och nära vattenytan. Spolvatten finns ej. Huset har torrtoa och multrum. L Andersson, F Nyberg: "Bad och diskvattnets sammansättning i ett hyreshus i Bromsten vid två provtagningstillfällen våren 1974, KTH okt 1974, stencil. "Energiberedskap för kristid". SOU 1975:6.* * Lådan står i källaren, där temperaturen är ca 17°. När tappning sker bräddas en blandning av det kallna­ de och det varma avloppsvattnet. När tappningen av­ stannat svalnar vattnet i burken långsamt, FIGUR 4.2.11. Teoretisk beräkning av tidskonstanten har gett vär­ det ca 17 h, vilket stämmer någorlunda väl med obser­ vationer av avsvalningsförloppet. Medelvärde av ett begränsat antal maxpunkter (disk, tvätt, dusch) gav 34° +/- 6,5. Det totala långtids- medelvärdet enligt dataregistrering är 24,5° +/- 5,2. En karakteristisk natt svalnar vattnet i burken ca 10°. Om utgångsvärdet är så lågt som 30° svalnar det ca 5°. Under dagtid är det ofta 4 - 5 h mellan större tapp­ ningar och då hinner burkens vatten svalna 6-10° beroende på utgångstemperatur. För att få ett sant tidsmedelvärde måste hälften av "avsvalningstempera- turerna" (temperaturfall då ingen tappning sker) till­ läggas medelvärdet. Tillägget bör alltså vara 3 à 5°. Under veckoslut då huset står tomt svalnar de 350 li- terna nästan till källartemperatur. Detta påverkar även tidsmedelvärdet, men endast marginellt. Om man bortser från allt det varma vatten som bräddas bör tidsmedelvärdet vara 28°C à 30° (dvs 24,5° enligt ovan + 3 à 5° motsvarande avsvalningen). Om sedan inverkan av det bräddade varma vattnet beaktas kommer man sannolikt till ca 30° eller tom hög­ re. I hus med vattentoaletter är ca 20 % spolvatten. Om detta normalt är 20° bör avloppstemperaturen vara 1,5 à 2° lägre än vad som registrerats i hus 34 (som har torrtoa och multrum). Mätningarna styrker alltså helt de mätresultat som Inst för VA-teknik och Vattenkemi, KTH, redovisat (ca 28°C). Mätning av det ingående kallvattnets temperatur Vid servisen till ett av radhusen mäts kallvatten­ temperaturen kontinuerligt. Endast vid större tapp­ ningar elimineras husets inverkan och "rätt" ingående temperatur registreras. - Stillastående vatten i ser­ visen får ju samma temperatur som huset. Serien av registrerade minimipunkter anger alltså det inkommande vattnets temperatur, FIGUR 4.2.12. I samma figur har inlagts avloppstemperaturen enligt tidigare resonemang. 62 J—^ S FIGUR 4.2.10 LÅDA FÖR UPPSAMLING AV GRÅVATTEN OCH TEMPERATURMÄTNING 42. 5 L. 37. 5 1 x-tijp-ihka œjkLLngning&kWivon. 01 02 03 04 05 08 07 08 09 10 11 12 1 FIGUR 4.2.11 REGISTRERAD TEMPERATUR I LÅDAN SOM VISAS I FIGUR 4.2.10. 63 Mätn oben. hut G34 Mätn IMtekntk KTH Uppmätt temp kallvatten- ienvtt hut R5 7 9 SO FIGUR 4.2.12 UPPMÄTT KALLVATTENTEMP OCH MED LEDNING AV MÄTVÄRDEN OCH LITTERATUR ANTAGEN AVLOPPSTEMPERATUR FIGUR 4.2.13 KALLVATTENTEMPERATUR REGISTRERAD I HUS 24 R 5 64 Vattenförbrukning och varmvattenförbrukning, preliminära slutsatser etc I Täby-projektet är vattenförbrukningen låg, TABELL 4.2.2. Trots detta blir VA-förlusterna betydande och variansen av stor betydelse för rimligheten av utvär­ deringsresultaten. TABELL 4.2.2 VATTENFÖRBRUKNING OCH PÄ MÄTNINGAR BE­ RÄKNAD VARMVATTENFÖRBRUKNING - PERIODEN MAJ 79 - MAJ 80 Hus nr R RADHUS An- l/p,d tal pers Netto* varmv kWh/p,år Hus nr G GRANDHUS An- l/p,d tal pers Netto* varmv kWh/p,år 3 3 132 860 18 3 142 767 4 4 126 750 27 4 129 500 5 4 107 - 28 4 156 450 6 4 153 575 32 5 120 640 7 4 - 575 33 3 131 433 8 2 138 650 34 2,5 182 (1320) 9 4 120 575 35 4,5 116 356 10 5 148 800 36 4 171 750 11 4 182 775 37 6 75 200 12 2 130 500 38 5 108 450 13 4 165 325 39 4 128 14 2 160 (150) 40 2,5 136 560 41 4 130 790 Mdlv 142 +/-639 133 536 +/- 22 +/-162 + /-- 27 +/-186 Mdlv av samtl kallv 137 +/- 25 l/P/d; varmv 585 +/- 179 kWh/p,år * Beräknad som flöde x temperaturstegring 42°C minus 20 - 30 l/hushåll,d som svalnar i rör från beredare. Mätningarna är osäkra p g a termostatinställning och funktion samt p g a flödesmätares osäkerhet. Definitiva slutsatser skall inte redovisas. Dock kan redan här framhållas att • varmvattenberedarens roll när det gäller energi­ förbrukning har sannolikt överskattats, • vattengenomflödet genom huset sannolikt är en be­ tydligt viktigare faktor att studera (* jfr Erik Lundström). * Erik Lundström, "Energy Consumption in Single- family Houses - Influence by the Occupants". Inst f Byggnadsekonomi och Organisation, KTH. Seminarium juni 1980. Med ledning av dessa preliminära slutsatser har den tidigare refererade hypotesen använts i de manuella korrigeringsberäkningarna. För en rad andra överväganden kan det dock vara värt att nämna att avläst total energi till varmvattenbe­ redare är 3.500 kWh +/- 1.000 kWh (9 hus med vanl el- beredare). Samtidigt är det troliga värdet av från kran eller dusch ANVÄNT varmvatten ca 2.300 kWh +/- 1.000 kWh (21 hus). Per person behövs sannolikt inte mer än 600 kWh/år. En komplett redovisning av vattenförbrukningen maj 79 - maj 81 redovisas i BILAGA 4. 65 4.2.5 Vädring Sambandet mellan vädring och utetemperatur framgår klart av datalistan för ingående värden i regres­ sionsanalysen. Referenshuset nr 35 är ett gott exem­ pel. Man vädrar helt enkelt inte alls när det är ner mot -8°. Redan när det är 4 à 5° varmt ute, kan vädringen uppgå till 25 à 50 timmar per 14-dagars- period. Vid 15° ute ligger vädringstiden upp emel­ lan 250 och 300 timmar. I de tidigast körda regres­ sionsmodel 1er na fanns genomgående starka korrelatio­ ner (samband) mellan den beräknade vädringsvariabeln X5 och övriga storheter. Exempelvis gäller för grändhuset nr 35 (referenshus) x5 - Q : x5~x2 (temperatur) X5-X2 (sol) : JC5-X3 (vind): R = +0,8 R = -0,79 R = +0,71 R = —0,6 6 Detta är genomgående starka samband som talar om att vädringen påverkar energiförbrukningen, att vädring minskar då temperaturen sjunker, att vädring ökar då solen ökar samt att vädring minskar då det blåser. I och för sig är detta trivialt, men det är intressant att konstatera att mätningar faktiskt ger starka be­ lägg för den populära uppfattningen. I de tidigaste körda modellerna kan vädringen beräk­ nas . Hus 12 G 35 (hus 12 G 36 har på grund av mätfel ingen registrerad vädring). Det belopp som analysen anger är (parametern a^ ej signifikant) 192 +/- 379 kWh, vilket blir a^ = 0.00615. x^ = 85,72, a, X5 = 0,52 kWh/d, om värdet multipliceras med 365 dyg n. 5-Q2 û0 Inm-ute. - 300 - 200 ■■ 100 FIGUR 4.2.14 DET ENA REFERENSHUSET AV FRILIGGANDE TYP VISAR KARAKTÄRISTISKT SAMBAND MEL­ LAN TEMPERATUR OCH VÄDRING. Detta kan alltså betyda mer än 500 kWh/år och de korrelationer som refererades hänförde sig alltså till just detta hus. En försiktig formulering är kan­ ske följande: 200 kWh vädring är en sannolik siffra; högre värden är inte uteslutna. Standardavvikelserna som angetts beror emellertid på spridningen hos variablerna. Deras betydelse far inte överskattas. Vad som konstaterats är emellertid - i varje fall för några hus (12 G 35, 22 G 33, 37) • att vädringen sannolikt i någon mån påverkat ener­ giförbrukningen i grändhusen • att vädringens energimässiga storlek varierar starkt • att samvariationen som naturligt nog finns mellan hög temperatur samt stark sol å ena sidan och väd­ ring å den andra i radhusen tolkats som om vädring gett energitillskott. Naturligtvis kan vädringens ringa betydelse i hus med elradiatorer hänga samman med det faktum att brytar- kontakter stänger av radiatorer i rum med vädring. Svar på denna fråga borde kunna finnas om regres­ sionsanalysen görs även på hus med vattenradiatorer och värmepumpar. På grund av dessa husgruppers alla driftproblem har detta dock inte bedömts vara me­ ningsfullt. 4.3 Entalpiförluster - avdunstningsvärme 4.3.1 Amerikanska källor Enligt amerikanska undersökningar sker en vattenav­ dunstning i bostäder som uppgår till storleksordning­ en 15 - 25 lb/normalfamilj och dygn. Med normalfamilj menar man här en barnfamilj med två barn och översatt till kg blir detta 6,8 - 11 kg/dygn. Den amerikanska källan är något svårtolkad, men den sätter ändå fing­ ret på en betydelsefull punkt vad beträffar energiba­ lansen för hus. Den tabell som redovisar fuktavgivningen för olika aktiviteter, ur vilken uppenbarligen siffrorna som refererats räknats fram, redovisas här i direkt över­ sättning, TABELL 4.3.1. TABELL 4.3.1 FUKTAVGIVNING I BOSTÄDER ENLIGT "ELECTRIC HEATING AND COOLING HANDBOOK" *) Beskrivning kg vattenånga per tillfälle Golvtvätt (145 g/m2). 3 x 2,4 m2 1,10 Torkning av kläder 12,0 1) Tvätt 2,0 Matlagning frukost 0,15 lunch 0,23 middag 0,53 Summa per dag 0,9 Disk, tre mål 0,45 Dusch, per person 0,23 Karbad, per person 0,05 Växter, 18 g/h .... 2) Bidrag av personer 0,20 3) 1) Enl källan: "Om torken luftas direkt ut kan man bortse från siffran" 2) Eget antagande måste göras - källan oklar. Se TABELL 4.3.2. 3) Här menar säkert källan 0,2 kg/h och 4 pers delvis närvarande. Detta överensstämmer med de siffror på "latent heat" som anges i samma skrift. Ur tabellen framgår att tvätt och klädtorkning givet­ vis är en dominerande post när det gäller fuktavgiv­ ningen och att sådana saker som t ex golvtvätt också innebär att stora fuktmängder frigörs. Det framgår inte klart huruvida personers fuktavgivning ingår i de angivna siffrorna, men om man går efter andra upp­ gifter beträffande människors latenta värmeavgivning är en stor del av den fuktutveckling som sker inom hus just människors avdunstning. * New York 1965, Edison Electric Institute Om man går direkt på uppgiften 6,8 - 11 kg och antar att 9 kg avges varje dag motsvarar detta en värmeut­ veckling av 250 W. Självfallet är detta en siffra som inte kan försummas i sammanhanget. 4.3.2 Observationer av den relativa fuktigheten i lägenheter enligt andra källor Enligt FIGUR 4.3.1 skulle den relativa fuktigheten inomhus om ingen fukttillförsel alls förekommer följa kurva A i figuren. I själva verket torde den relativa fuktigheten inom­ hus under vintern endast undantagsvis gå under 30 % i Stockholmskiimat. Detta styrks av observationer som författaren själv gjort och som publicerats i en skrift från 1965*. utete.mp °C -20 -75 -- -10 - -5 -- 0 - 5 ” 10 - 15 - 20 0 1 2 3 4 5 6? 8 '8,76 tld, 1.000-tal h FIGUR 4.3.1 RELATIV FUKTIGHET INNE A = rf (rel fuktighet) utan tillförsel B = beräknad rf med tillförsel 8,3 kg/d och 200 m3/h luftoms C = observerad rf i 4 läg i Sthlm * D = observerad rf i villa i Skellefteå med entalpi- växlare ** I fiel, fukthalt * Bo Adamson, N-E Lindskoug: "Den elvärmda villans värmebalans och värmebehov - utredningar och för­ sök" . Svenska Elverksföreningen, Stockholm, 1965. ** N-E Lindskoug: "Försök med elektrisk bostadsupp- värmning" BFR 98:1963 69 Fukttillförselns storlek har varit föremål för in­ tresse i flera sammanhang, se t ex Nevander 1968*. Där refereras den rådande uppfattningen att ca 2 g/m3 tillförs i bostäder. I "The Architects Journal"** nämns "mixing ratio" =3,4 g/kg =4,3 g/m3 som typiskt för bostäder. Denna "mixing ratio" skall tilläggas luftens ursprungliga (uteluftens) fuktinnehåll. I en typisk bostad får man då (vid dimensionerande förhål­ landen) ca 9 g/m3, vilket motsvarar ca 55 % rf. I beräkningarna som refereras i 4.8 är totalt sett fuktproduktionen inomhus ca 14 kg/dygn. Detta är lika med 1,6 g/m3,h i ett hus med volymen 360 m3 (frilig­ gande referenshus 12 G). Enligt formeln x + a n där x- är absoluta fuktigheten inne i g/m3, xu -"- ute -"- g är fukttillförsel i g/m3,h n är antalet luftomsättningar. Om man antar att xu = 5 g/m3 (70 % vid årsmedeltemp) blir x, = 8,2 g/m3 vid n = 0,5. Detta ger vid 21° inne 55 % rf (jfr FIGUR 4.3.1). Vår ansats enligt TA­ BELL 4.3.2 är visserligen svagt underbyggd såtillvida att uppfuktningen som inte orsakas av människor är en liten del av det totala. Inga av de redovisade värde­ na är emellertid av kontroversiell storlek, varför ansatsen - i brist på djupare kunskap - får gälla. I FIGUR 4.3.1 redovisas (kurva B) hur rf blir vid tillförseln 14 kg/d och 200 m3/h ventilation om ut­ gångsläget är kurva A (ingen fukttillförsel). Det stämmer väl överens med observationer enligt kurva C och värdena ligger som sig bör under kurva D, där återföring av fukt sker via växlaren. TABELL 4.3.2 ANSATS MED AVSEENDE PÂ FUKTAVGIVNINGEN I EN BOSTAD Aktivitet kg/dygn varians +/- Matlagning 1 0,5 Disk 0,5 0,25 Tvätt var 4:e dag 0,5 0,25 Torkning i torkskåp 0 Dusch (1/2 per pers,dag) 0,5 0,25 Växter 1 0, 3 Golvtvätt 0,8 0, 3 Summa 4,3 0, 8 Motsv effekt, W 122 23 * Nevander, L.E. "Fuktproblem i byggnader med befuk­ tad luft", Lättbetong nr 3, 1968. ** The Architects Journal Information Library, 26 May 1971, Information sheet Condensation 1. 70 I TABELL 4.3.2 har med ledning av olika källor gjorts en relativt detaljerad ansats för den del av fukt­ tillförseln som inte kommer från människornas latenta värmeavgivning (= utdunstning). Det förefaller vara rätt uppenbart att den energiförlust som motsvarar de 4.3 kg som anges inte bör försummas - som hittills - vid enklare beräkning av energibalans för småhus. 4.4 Simuleringar med TRNSYS 4.4.1 Förutsättningar för beräkningen Hus nr 12 G 36 (referenshus) har simulerats för pe­ rioden 22 - 28 april 1980. Vid simuleringen har hän­ syn tagits till verkliga (= uppmätta) data för huset och Byleområdet i Täby kyrkby, där husen ligger. För simuleringen krävs en matematisk modell av ett hus. Modellen består av ett antal komponenter (väg­ gar, fönster, solfångare etc) med antagna egenskaper och med antagna kopplingar sinsemellan. För en viss påverkan (indata, som beskriver klimat, boendevanor etc) svarar modellen med en energiför­ brukning (utdata) i huset. När simuleringsresultatet överensstämmer med uppmät­ ta och antagna data för såväl husen i sin helhet som för enskilda komponenter är modellen definierad. För energibalansstudier används simuleringsprogram- met TRNSYS. Programmet finns bl a tillgängligt på Institutionen för Byggnadsteknik, KTH. En simuleringsmodell består av flera komponenter med kopplingar som beskriver de fysikaliska sambanden. När komponenterna beskrivits kan alltså huset be­ skrivas på det sätt TRNSYS kräver. Komponenter En komponent i simuleringsmodellen kan exempelvis vara • en vägg • ett fönster • en solfångare • en varmvattentank • människor beskrivna som värmekällor. Var och en av dessa komponenter beskrivs med egen­ skaper som har inverkan på energibalansen. En sam­ manställning görs för den slutliga dokumentationen, vilken även tjänar som grund vid beskrivning av TRNSYS komponentmodeller. 71 MOVE LL ACCEPTERAS JÄMFÖRELSE MES MÄTNINGAR RESULTAT ALLMÄN SIM.- MÖPELL____ SIMULERINGS- MÖDELL SIMULERINGS- RESULTAT DATAINSAMLING SIMULERING ANDRA HUS FIGUR 4.4.1 SCHEMATISK BILD ÖVER KOPPLINGEN PROVHUS - SIMULERING - ALLM. SIMULERINGSKONTROLL Indata som krävs för TRNSYS Simuleringsmodellen kräver ett stort antal indata. Dessa kan indelas i två grupper: Parametrar, vilka beskriver tidsoberoende egenskaper hos hus och installationer. Exempel pa parametrar är k-värden, fönsterstorlekar, ytor hos solfångare, ac­ kumulatorvolymer etc. Variabler, vilka är tidsberoende storheter som inver- kar på husets energibalans. Exempel på variabler är utetemperatur, solinstrålning, tappvarmvattenanvänd- ning, personbelastning, vädring etc. Parametrarna fastställs så långt det är möjligt innan simuleringarna inleds. Vissa parametrar bör löpande kontrolleras (termostatinställningar, vissa luftflö­ den) medan andra eventuellt måste korrigeras under simuleringarnas gång (k-värden, ofrivillig ventila­ tion, egenskaper hos värmepumpar, värmekapacitet i inredning etc). Variablerna mäts och sammanställs av Mätcentralen till timmedelvärden. Vissa av variablerna måste fast­ ställas (uppskattas) genom intervju-undersökning (t ex antal personer i huset under olika tider av dygnet). Simuleringsresultat Som slutresultat från simuleringarna erhålls en årlig energibalans för husen. Under simuleringens gång kan värmebalansen erhållas för varje timma eller möjligen kortare perioder. Dessutom kan för vald tidsupplösning ett stort antal delresultat skrivas ut. Delresultaten utgörs av hjälpvariabler, som uppträder under simuleringens gång, t ex vätsketemperaturer till/från solfångare, tanktemperaturer, temperaturer före och efter värme­ växlare, förångnings- och kondenseringstemperatur i värmepumpar etc. Delresultaten kan för enskilda komponenter jämföras med uppmätta värden, vilket gör det möjligt att ka­ librera simuleringsmodellen, dvs fastställa paramet­ rarnas verkliga värden. 4.4.2 En enkel modell TRNSYS är en mycket enkel metod i den meningen att modellen består av schabloniserade element med vissa givna egenskaper. En lämplig kombination av element ger dock en god bild av verkligheten. För att snabbt bygga upp en tillförlitlig simule- ringsmodell begränsas simuleringarna till att omfatta ett hus med få installationer under en relativt kort period. Sålunda har hus nr 36 (system 12) simulerats för pe­ rioden 22 - 28 april 1980. Delresultaten från gjorda simuleringar har jämförts med motsvarande uppmätta värden. Avvikelse mellan beräknade och uppmätta värden kan bero på i huvudsak tre saker: • Felaktigt antagna (uppmätta, beräknade) parametrar. • Felaktigt antagna fysikaliska samband mellan kompo­ nenterna i modellen eller felaktigt beskriven funk­ tion hos enskilda komponenter. • Mätfel. Var felen finns att söka avgörs från fall till fall. Ju mer simuleringen har begränsats och ju färre para­ metrar och variabler som ingår i simuleringen desto enklare är felsökningen. Genom att göra erforderliga kompletteringar/korrige- ringar av simuleringsmodellen och inom vad som är fy­ sikaliskt rimligt anpassa parametrarna kan förhopp­ ningsvis simulerings- och mätresultat efter ett antal simuleringar fås att överensstämma. Efter gjorda kompletteringar/korrigeringar har nedan beskrivna beräkningsmodell visat god överensstämmelse med mätresultaten. Parametrar Huset består beräkningsmässigt av ett enda rum med fyra ytterväggar och ett sadeltak. Följande värden har använts. Södervägg Östervägg Norrvägg Västervägg Tak mot S Tak mot N Specifika indata Solabsorption i fasad absorptionskoeff = 1,0 Infraröd strålning fr fasad emissionskoeff = 0,9 Eff transmission gm fönster = 0,7 Antal glas i fönster 3 k-värde, vägg 0,22 W/m2 °C tak 0,18 W/m2 °C Taklutning 45° vägg fönster andel skugga area area av fönster 30,3 2,2 0 44, 2 8,1 0 30,3 0 0 44, 2 11,4 0, 79 38,0 0,2 0 38,0 0,4 0 Väggar och tak sammanfogas till ett rum. Modellen har s k energistyrning, dvs TRNSYS beräknar erforderligt uppvärmningsbehov alternativt kylbehov för att hålla temperaturen inom vissa givna gränser. Husmodellen tillförs energi genom solstrålning, uppvärmning (in­ data), spillvärme (indata), personvärme (definierat i simuleringsmodellen) och förlorar energi genom trans­ mission genom golv, väggar och tak, frivillig och o- frivillig ventilation, bortspolad energi. Specifika data Rumsvolym 360 m3 Antal luftomsättningar 0,58 h-1 Golvyta 100 m2 Konstruktionsvikt (lätt, normal, tung) lätt Värmekapacitet - motsvarar vid c = 1,4 ... 28.000 kJ/°C 20.000 kg Källare saknas, värmeförluster gm golvbjl omkrets verklig - fingerad m h t TRNSYS enkla formel för beräkning av 40 m värmeförl 25 m Relativ luftfuktighet (ute o inne) 80 % Ventilationsluftens temp = ute Variabler Utetemperaturen har mätts vid väderstationen i område PT. I verkligheten är sannolikt mikroklimatet 0,5 à 1,0° högre än den uppmätta utetemperaturen. Solberäkning har utförts med utgångspunkt från inma­ tade värden på I-^ . Fördelning mellan direktstrål­ ning och diffus strålning är enligt Lill & Jordan. Resultat av solberäkningen ger bl a den totala strål­ ningen på husets fyra väggar och på två takytor. Specifika indata Startdag för simuleringen Latitud för huset Tidsskillnad sann soltid - borgerlig tid 113 59,35° 0° Av den redovisade elförbrukningen till varmvatten- beredaren antas 300 W komma huset tillgodo genom för­ luster från VVB och rörledningar. Övrig energi räknas som energiförlust. Hänsyn tas dock inte i programmet till kallvattnets uppvärmning vid passage genom huset (OBS!). Personvärme har uträknats med ledning av en enkät. I huset bor två vuxna och två barn. Boendet är redovi­ sat timme för timme. Vid beräkning av personvärmet antas effekten vara 100 w/vuxen och 80 W/barn. Total personvärme 6 kWh/dygn. De redovisade vädringstiderna har varit mycket korta under simuleringsperioden varför vädringsförlusten har negligerats. All redovisad elförbrukning räknas som tillförd ener­ gi . Delarna är • hushållsel • varmvattenberedare • elvärme. 4.4.3 Simuleringsresultat Den valda modellen visar god överensstämmelse med uppmätta värden för den aktuella tidsperioden, FIGUR 4.4.2. En "finjustering" av modellen skulle kräva ytterliga­ re simuleringar för andra tidsperioder, exempelvis en sommarvecka och en vintervecka. Beräkningen visar att acceptabla simuleringsmodeller kan definieras och senare användas för energibalans­ studier av andra hus med andra egenskaper och med an­ nat utomhusklimat. Den största temperaturavvikelsen inomhus, ca 2°, mellan modell och verklighet erhölls på eftermiddagen den 23 april, då solinstrålningen var mycket stor och gav en övertemperatur i huset. För övrigt ligger av­ vikelsen inom intervallet (0°; 0,5°). Följande poster i energibalansen redovisas i simule- ringsresultatet: °TRANS qsol (vägg, tak) 258 kWh + 38 QPERSON qel + 42 + 487 °VÄDR qavlopp qtrans qvent 0 61 (bottenbjl) 44 207 76 4.4.4 Slutsatser TRNSYS är en rätt "grov" modell, men det ansågs dock vara värt besväret att köra den och därvid variera förutsättningarna. Enligt FIGUR 4.4.2 går det att ge­ nom att "vrida på olika rattar" få god överensstäm­ melse mellan simulering och mätresultat. Ventilationen varierades från ett orealistiskt högt värde till ett mer rimligt. Även det mer rimliga vi­ sade sig emellertid vara ca 20 % högre än vad mätre­ sultaten från CTH:s ventilationsmätningar utvisade. I TRNSYS-modellen är energiförlusterna på grund av vattenomsättningen i huset undervärderade. Det är sannolikt av detta skäl som en 20 % för hög ventila­ tion (enl kurva B3 i FIGUR 4.4.2) gav god överens­ stämmelse mellan simulering och mätning. I övrigt varierades värmekapaciteten (28 resp 56 GJ/°C). Det förra värdet är mer troligt och över­ ensstämmer med mätresultat refererade i FIGUR 4.5.3. InneXemp, °C A = Uppmätt Bl= KAPC U GJ/°C, UEUT 163 m3/h B2= KAPC 56 GJ/°C, VENT 163 m3/h 133= KAPC IS GJ/OC, VENT 109 m3/h FIGUR 4.4.2 SIMULERINGSRESULTAT AV HUS 12 G 36 (REFERENSHUS) MED TRNSYS. 4.5 Styrsystem för temperatur och luftflöden 4.5.1 Allmänt om systemets funktion, teori, tidigare erfarenheter Styrsystemets huvudsakliga funktion är att sänka tem­ peraturen och minska luftflödena under sådana tider då hög temperatur och kraftig ventilation är onödiga. På grund av byggnadens värmetröghet krävs avsevärt effektunderskott respektive effektöverskott för att sänka respektive höja temperaturen snabbt. Många ar­ beten har gjorts på detta område och bl a har Chris­ ter Jansson och Sören Wiklund vid Skånska Cementgju- teriet* arbetat med temperaturstyrning och dess möj­ liga inverkan på temperaturen i en byggnad. Det är inte utan vidare möjligt att ur de mätningar som genomförts exakt avläsa vad det behovsstyrda in­ neklimatet har gett för effekt i Täby-projektet. Under mätaret 1979-1980 hade referenshusen sitt styr­ system urkopplat medan alla försökshusen hade funge­ rande styrsystem. I siffror syns den teoretiska inverkan av styrsyste­ met vara följande: Temperatursänkning - inverkan på förluster Enligt de beräkningar som gjorts av Jansson-Wiklund torde man kunna räkna med 2,5 - 3,5 % minskning av de temperaturberoende förlusterna vid enbart.natt­ sänkning. Detta motsvaras av 330 - 460 kWh energi­ besparing i radhusen och 400 - 560 kWh besparing i grändhusen. Flödesminskning av ventilationen - inverkan på förluster Med flödessänkning endast 8 h av dygnets 24 h ligger energivinsten enligt den inställning som gjorts i Täby-projektet vid ca 400 kWh/år. För hus med venti- lationsvärmeväxling (FTX, syst 22, 24, 42, 44) blir det endast ca 120 kWh/år. Sammanlagd inverkan av temperatur och flödessänkning Vid enbart nattsänkning ger de angivna förändringarna 4 à 5 % minskad årsförbrukning. För hus med FTX blir det knappt 3 %. * Christer Jansson, Sören Wiklund: "Energibesparing vid behovsanpassad inomhustemperatur i gruppbyggda småhus". Delrapport BFR programanslag 780017-0. 78 Det är möjligt att sänka temperaturen dagtid i en av de båda zonerna utan att samtidigt sänka ventila­ tionsflödet. Slutligen finns också möjligheten att sänka både ventilationsflöden och temperatur under 8 h dagtid såväl som under nattid. I systemet ingår även för de elvärmda husens del en avstängning av värmesystemet (elradiatorerna), när fönster eller dörrar öppnas. Detta har enligt andra utredningar gett en påtaglig energivinst* av 2 - 3 % Eftersom utredningarna hänför sig till andra objekt finns en viss osäkerhet. Â andra sidan har ju note­ rats små "säkra" vädringsförluster i Täby-projektet, vilket gör det sannolikt att fönsterkontakterna har en energibesparande effekt. Sammanfattningsvis är den teoretiska inverkan av styrsystemet som följer: • Enbart nattsänkning • Nattsänkning + zon­ sänkning av temp • Såväl dag- som natt­ sänkning, temperatur och vent.flöden • Fönsterkontakter i e % av total köpt energi 4-5 % 7-8 % 8 - 12 % iatorhus* 3 à 4 % (570 kWh av ca 8.000 kWh radiatorenergi i under­ sökningen - motsvarar här ungefär radhusen). För hus med ventilationsvärmeväxling (FTX) är vinsten ett par tre procent lägre. Detta är alltså teoretiska värden härledda ur litte­ ratur och ur beräkningar. 4.5.2 Observationer Ett typiskt exempel på observationsmaterial visas i FIGUR 4.5.1. Temperaturinverkan av styrning kan re­ lativt enkelt räknas om till energivinst. Så har skett på ett rätt stort mätunderlag. * Per Jansson "Möjligheter att med förbättrad regler- teknik begränsa energiuttaget vid eluppvärmning". Studier bundna till Sv Elverksföreningen, stipen­ dium 197 3 79 °C FIGUR 4.5.1 TYPISK TEMPERATURKURVA I ETT RADHUS­ VARDAGSRUM (ELRADIATORER). ÖVERGÅNG FRÅN ENBART NATT­ SÄNKNING TILL SÄNKNING ÄVEN UNDER EN PERIOD MITT PÅ DAGEN SYNS HA SKETT DEN 15:e. Här erinras om att styrsystemen fungerar väsentligen olika för hus med elradiatorer och för hus med vat­ tenradiatorer eller varmluftsystem. I elradiatorhusen är det möjligt att i två zoner sänka och höja tempe­ raturen individuellt i vardera fyra rum, medan för luft- och vattenradiatorsystemen en sänkning i hela huset är det enda som med här installerade system kan åstadkommas. Temperatursvängningarna i hus 9 och 41 under januari och oktober månader 1980 har granskats. Det är oer­ hört besvärligt att finna lämpliga metoder för en ob­ jektiv utvärdering. Börvärdet svänger väsentligt på grund av reglerpunktsförskjutning. Dessutom ger ef­ fekttillskott (t ex sol) snabba temperaturstegringar över börvärdet. Från grafer över temperaturer går det emellertid lät­ tare att uppskatta de karaktäristiska tid-temperatur- trianglar, som uppstår när nattsänkning eller zon­ sänkning förekommer. En slumpvis planimetrering av trianglar ur materialet styrker helt Jansson-Wiklunds teser att 10 - 15 gradtimmar (°Ch) per dygn är vad som verkar vara rimligt att i bästa fall uppnå. Detta syns gälla vare sig det rör sig om enbart natt­ sänkning eller sänkning i två perioder per dygn. I några fall har dock 25°Ch noterats (24, 25 okt 80, hus 41 - utetemp ca +7°). Sådana fall blir mer frekventa under vintern, när det är som kallast. Medelvärdena för hus 9 och 41 överensstämmer väl med varandra. Som ett genomsnitt över hela året skulle 7°Ch per dygn kunna användas. Frågan är då bara hur lång tid man bör räkna. 80 °Ch månad FIGUR 4.5.2 SAMBAND MELLAN ÅRSTID (TEMP-DIFF) OCH SPARADE GRADTIMMAR PER DYGN. Här väljs 9 månader av följande skäl: • Uppvärmningsbehov sommartid har konstaterats TROTS sänkning av börvärde nattetid (se 4.2.3). • Skillnaden i besparing mellan januari och oktober antyder parabolisk form av sambandet sparade grad­ timmar - utetemperatur. - Att sparpotentialen är stor vid kallt väder är knappast förvånande. Enbart nattsänkning bör alltså ge • för radhus 270 d x 7°Ch x 135 W/° = 255 kWh/år • för grändhus 270 d x 7°Ch x 179 W/° = 338 kWh/år OBSERVERA att nattsänkning kan ge ökning i stället för minskning av elbehovet för värmepumpar. Detta är ofullständigt utrett, men risken vägd mot den obetyd­ liga vinsten (255/COP resp 338/COP kWh/år) motiverar att nattsänkning slopas för värmepumpsystem. - Att värdena på besparing måste divideras med värmefaktorn reducerar ju vinsten betydligt. Härtill kommer flödessänkning av ventilation ca 400 kWh/år. Tillsammans blir den från graferna uppmätta reduktionen tillsammans med ventilationsvinsten • för radhus 4 % • för grändhus 3,5 % vilket är väsentligt lägre än de teoretiska värden som refererats ovan (5 - 6 %). 81 Den totala besparingen av styrsystem är alltså (inkl fönsterbrytare*) 8 - 10 % med den utformning systemet fått i Täby-projektet. För hus med FTX är besparingen ett par procent lägre. En ytterligare period varje dygn med sänkning av ven­ tilationsflöden kan motiveras - och har också i många fall utnyttjats. Det ger i så fall sammanlagt 10 - 12 % i besparing. För hus med FTX är vinsten några pro­ cent lägre. Vid jämförelsen mellan referenshus och försökshus bör värdet 4 % användas eftersom fönsterbrytarna hela ti­ den använts (2 % för hus med FTX). Värmekapacitetsbestämning I januari 1981 avstängdes värmen helt under fyra ca 3 dygn långa perioder i författarens hus när detta stod tomt. Avsvalningsförloppet registrerades och med led­ ning av nedan redovisade välkända samband kunde vär­ mekapaciteten i förf hus nöjaktigt bestämmas, FIGUR 4.5.3. 27. 5 22. 5 17. S is. a 12. 5 ib. 0 -2. 5 -7. 5 Lufttamp utomhui FIGUR 4.5.3 TEMPERATURFÖRLOPP I FÖRF HUS VID TOTAL AVSTÄNGNING AV VÄRMESYSTEMET * enligt Per Jansson, se ovan. 6-Q2 KAPAC SPEC. EFFEKT TIDSKONST (h) A0 = A0O* (1 - e R) där A0 = temperaturändringen från ursprungsvärdet A0O = temperaturskillnaden ute - inne t = tiden i timmar från avstängningen Resultatet blev 7,2 +/- 0,6 kWh/°C eller 26 +/- 2 MJ/°C. Detta stämmer någorlunda väl med teoretis­ ka uppskattningar av medverkande massa. TRNSYS- be­ räkningen av ett referenshus utfördes exempelvis med 28 MJ/°C som ett av två alternativa värden på vär­ mekapaciteten. Efter rätt triviala beräkningar kan konstateras att "nattsänkning" under ett medelkallt dygn (+2°C) och med vad man kanske kan kalla normal gratisvärme (0,9 kW) ger följande vinst i gradtimmar räknat: 8 h total tid med sänkt temp (dvs ca 5,5 h med sänkt börvärde) = 6 à 7 °C 9 h 8,5 à 9,5 " 10 h 10 à 11 " Det är bara att konstatera att de från tid-tempera- turdiagrammen uppmätta °Ch-ytorna stämmer med nyss­ nämnda resultat. Vid -20° ute kan "vinsten" bli så hög som 20°Ch vid 9 timmars sänkning (ca 6 h sänkt börvärde). Man har anledning förmoda att värden av detta slag kan variera en hel del. Exempelvis varierar ju tids- konstanten med den specifika effekten. Möbler och in­ redning inverkar också avsevärt på värmetrögheten. Det är därför knappast meningsfullt att redovisa mer preciserade mät- och beräkningsresultat än vad här gjorts. - Ett stort material finns, eftersom varje nattsänkning eller helgsänkning kan analyseras. Synpunkter på styrning av luftflöde I Täby-projektet är normalflödet utan forcering in­ justerat till 193 m3/h +/- 40 m3/h. Noggrannare än så har man inte varit vid injusteringen och man kan väl också förmoda att detta är en normal spridning. Det förefaller emellertid med denna bakgrund egendomligt att "reducerat flöde" endast ligger i genomsnitt 31 m3/h lägre än normalflödet. Det reducerade flödet ligger alltså inom normalflödets spridning. Om man för ett ögonblick vänder på frågeställningen och istället betraktar ventilationsbehovet kan föl­ jande lista ge vägledning 300 m3/h 200 1 oms/h forcering (matlagning) normal ventilation sovrumsventilation ventilation i outnytt- j at utrymme 0,1 oms/h Om man nyttjar 3 sovrum och i övrigt brukar huset he­ la dagen blir nattventilationen 110 m3/h i sovrum 40 m3/h i övriga huset Man kan alltså spara 50 m3/h under 8 h/dygn. Detta motsvarar 625 kWh/år eller för radhus/grändhus 4 %/3 % av energibehovet. I en familj där bägge arbetar och ev barn är på dag­ hem kan 160 m3/h i 10 h sparas varje arbetsdag. Det motsvarar ca 1600 h under tid med uppvärmningsbehov och medeltemperaturen är i Stockholm ca +2° under denna tid. Antalet gradtimmar blir då 30.000 och energibesparingen 1650 kWh/år. Helger och semestrar under kalla perioder ger på motsvarande sätt ytter­ ligare 200 à 300 kWh/år i besparing. En ventilation som enbart styrs och alltså inte vär­ meväxlas kan alltså ge en energibesparing som är för "hemmafamilj" ca 900 kWh/år för dubbelarbetande familj ca 2500 -"- Besparingen kan alltså för den dubbelarbetande famil­ jen bli densamma som värmeväxling har gett i Täby- projektet eller för radhus/grändhus 15 %/l2 % av års- energibehovet. Hur en styrning av det slag som här avses skall ut­ formas tekniskt behöver man kanske inte gå in på i detalj, men det är svårt att låta bli att tänka på enkla vädringsbågar i sovrum i detta sammanhang. Klimatstyrning kan alltså byggas ut på många sätt och sannolikt finns på detta område intressanta alterna­ tiv från praktisk och ekonomisk synvinkel. En reser­ vation med avseende på radon, formaldehyd och andra luftburna föroreningar är dock motiverad. Synpunkter på zonsänkning av temperatur Erfarenheten från mätningarna visar att man utnyttjar sitt styrsystem på ett mycket regelbundet sätt. Man sänker temperaturen, dvs börvärdet på termostaterna, sent på kvällen och höjer det tidigt på morgonen, ungefär vid samma tidpunkt i alla hus. I en del fall använder man sig också av dagsänkning. Relativt säl­ lan verkar man utnyttja möjligheten att sänka tempe­ raturen enbart i en del av huset. 84 Regelbundenheten av vanorna i de olika husen inger vissa farhågor om att man skall få en viss brist på sammanlagring när alla termostater kallar på värme på morgonen. Enligt FIGUR 4.5.4 är tillslagseffekten högst avsevärd och den sammanfaller också med att man använder spisen för att laga frukost på morgonen och att man tvättar sig och använder varmvatten. I figu­ ren ser man att effektökningen blir från 1,5 till nä­ ra 6 kW vid det tillfälle då utetemperaturen inte var lägre än ca +10°. Denna typ av styrning har alltså sina nackdelar och man kan ifrågasätta huruvida man inte bör införa nå­ gon form av effektbegränsning. Här kan det bli fråga om en slags överordnad variatorstyrning, där effekten till värmen begränsas med ledning av utomhustempera- turen. En fördel med detta system är att det delvis ersätter fönsterbrytarna och således ger begränsade vädringsförluster. En nackdel är att återgång till önskad temperatur tar avsevärt längre tid, varvid alltså vinsten av nattsänkning eller zonsänkning av temperaturen ytterligare minskar från den blygsamma nivå som konstaterats i denna utvärdering. 801003 tempitynning fanan 801004 80101 5 tmpitynnnng tÅJUL FIGUR 4.5.4 STYRSYSTEMET INVERKAR KRAFTIGT PÅ EFFEKTBEHOVET. UTETEMP VARIERAR MELLAN 0 OCH +12°. A = ELVÄRME, B = ELVÄRME + HUSHÅLL, C = ELVÄRME + HUSHÅLL + VV. 4.6 Årsbalanser med huvudsakligen manuella korrigeringsberäkningar. Perioderna maj 79 - maj 80 samt maj 80 - maj 81 4.6.1 Principer Utvärderingsmetodik - redovisning av korrektionsberäkningar - referens till period 79 - 80 De korrektioner som måste göras för att de avlästa värdena skall bli jämförbara är följande. • Skillnader i innetemperatur. (Observera att utetem­ peraturens oskärpa inte spelar någon roll - fråge­ ställningen är aktuell i felkalkylen.) • Skillnader i avlopps förluster - närmast knutna till kallvattengenomflödet genom huset. • Skillnader i luftflöden enligt injusteringsproto- koll. • Skillnader i personvärme enligt intervjuundersök­ ningar . • Skillnad i elanvändning under den särskilt under­ sökta sommarperioden 1979. • Värmeflöde mellan radhuslameller och ut genom rad­ husgavlar . • Justering till standardiserad sommarförbrukning. Det bör särskilt observeras att de här redovisade be­ räkningarna är oberoende av utetemperaturen eftersom ett registreringsfel påverkar samtliga objekt lika och de ev fel som därvidlag registreras. De är också av samma skäl oberoende av solinstrålningen, möjligen med undantag för olikheter när det gäller avskärmning. Metoden att jämföra hus med hus på detta sätt är alltså en mycket pålitlig metod med begränsade möj­ ligheter för okontrollerbara fel. Här må också nämnas att värdena för 1979-80 är säkrare än de för perioden 80-81. I den senare perioden saknas vissa data dels på grund av mätarfel, dels på grund av att husägare inte tillåtit direkt avläsning av kWh-mätare, trots att de förbundit sig göra detta. Korrektionerna för innetemperatur är mest betydelse­ fulla under den kalla tiden av året. Därför har de sju kallaste månadernas innetemperatur legat till grund för korrektionsberäkningarna. Dessa har i sin tur baserats på den teoretiska, temperaturberoende energiförlusten från respektive hus, varvid således även värmeflödet neråt mot mark inräknats såsom spe­ cifik årsenergiförlust. Kallvattenförbrukningen varierar inte fullt så mycket för grändhusens del som för radhusen. Dessutom är varmvattenflödet också någorlunda av samma storleks- 86 ordning för olika hus, varför en relativt enkel mo­ dell för korrektionen har kunnat användas för gränd­ husen. Det har helt enkelt använts den avloppstempe- ratur, som kunnat bäst dokumenteras, nämligen 21° temperaturökning på hela vattenflödet genom huset. De på så sätt erhållna avlopps förlusterna utjämnas, så att alla husen bedöms få en lika stor energiför­ lust denna väg. De största korrektionerna har for perioden 1979-80 exempelvis fått göras för referenshuset 12 G 36 samt för hus 32 G 40 (solvärmt tappvarmvatten). I det ena fallet har fråndragits ca 1.500 kWh på grund av högre vattengenomflöde än medelvärdet och i det andra fal­ let har av motsvarande skäl drygt lika mycket lagts till den noterade energiförbrukningen. Om detta hade varit grovt felaktigt, hade med all säkerhet inte slutresultatet av de manuella korrigeringarna gett så jämna resultat för de båda husparen som de gjort. Även när det gäller luftflöden fick stora korrektio­ ner göras för en del hus på grund av de uppmätta skillnaderna. Personvärmedifferensen räknas endast för 250 dagar under året. Under övrig tid bedöms energiöverskott ha funnits de flesta dagarna, varför någon korrektion under den tiden knappast är motiverad. Även antalet närvarande personer och därmed personvärmedifferen- serna är stora. I det ena grändhuset med solvärmt tappvarmvatten dras 1.400 kWh från det noterade re­ sultatet i denna korrektionsberäkning. Den noterade elförbrukningen under sommaren skall givetvis korrigeras för. Ett undantag finns dock och det är husen som har solvärmesystem. Där ingår ju solvärmt tappvarmvatten i den energivinst som noteras och därför skall alltså husens resultat inte belastas med att de bevisligen förbrukat mindre energi till varmvattenberedaren än övriga hus. En besvärlig detalj var radhusens stora olikheter i temperaturberoende energiförlust. Regressionsanaly­ serna gav en arbetshypotes. Ett passningsarbete gav slutligen en värmeström av ca 80 kWh/år och grad tem­ peraturskillnad mellan olika hus. Detta värmeflöde motsvarar k-värdet 0,27, medan det från ritningar be­ räknade k-värdet är 0,31. Resultatet för referensrad­ huset nr 3 är ca -450 kWh, medan R 4 fick 700 kWh, FIGUR 4.6.1. Detta är långt ifrån försumbart. För värmepumpar och för ventilationsvärmeväxlare har korrektionerna gjorts med iterering. En värmefaktor på värmepumpen respektive verkningsgrad på värmeväx­ laren har ansatts och sedan har resultatet jämförts med ansatsen. Proceduren har sedan upprepats tills skillnaden mellan ansats och resultat blivit accep­ tabel . HuA : R2 3 4 5 6 7 FIGUR 4.6.1 KORREKTION FÖR VÄRMEFLÖDEN MELLAN RAD­ HUSLAMELLER P G A OLIKA INNETEMPERATUR 790515-800515. VÄRMESTRÖMMEN ANTAS PÅ­ VERKA VÄRMEKONTOT 250 DYGN PER ÂR. Vad beträffar nivån är hus med varmluft något tvivel­ aktiga på grund av att en viss temperaturskiktning har iakttagits, särskilt i det nedre våningsplanet. Den registrerade innetemperaturen har därmed blivit för hög och korrektionen av de avlästa energiförbruk­ ningarna därför felaktigt stor. Energibesparingen i förhållande till referenshusen har därför sannolikt beräknats i överkant. Likaledes påverkas antagandena om värmeflöde mellan radhus av denna "felaktiga" temperatur i varmlufthus. De mätningar som genomförts för att kontrollera ge­ nomsnittliga rumstemperaturen i förhållande till den av mätsystemet registrerade avbröts i samband med konflikten med husägarna. Eftersom praktiskt taget samtliga system med varmluft haft mycket måttliga energibesparingar spelar det heller ingen större roll om ett mätfel på några procent finns med. Om en för­ längd mätperiod genomförs, skall givetvis de regist­ rerade innetemperaturernas relevans undersökas nog­ grannare. En mätserie finns dock som ger en viss upp­ lysning. Det är gradientmätningar (av B.Nyman) i 12 G 35 (ref) och 44 G 39, FIGUR 4.6.2. Enligt FIGUR 4.2.7 bestäms energiförbrukningen under större delen av året av temperaturdifferensen ute/ inne, se FIGUR 4.2.4. Sommarens förbrukning däremot är starkt beroende på om man är i huset eller inte och huruvida man har stängt av sitt värmesystem eller inte. Ofta är det tillfälligt kallt på sommaren så Not: Likartade fencmen har observerats i flerbostadshus med värmemätning. Beräkningar och försök bekräftade helt värme- strcmmamas storlek. Se BFR-rapporten R80:1962 an ÖSTBERGA. 88 + tak s////// /.ZS//////J., \J aJuntu^tbkuA (bottzn1 Kött -z'5°c 2/50 tempgivaxe RegiAtxexat växde käx RetfexemhuA (elxad) ‘Kätt-1>5°c +.O-gct&v ÔÇ" % /f. 3 2 j Q ’^777y77777^7777rrT7^lf^r777T7T777777777777777T7777>, temp t ^'oxhcUUande tUUL ne.giAtxeA.at växde FIGUR 4.6.2 KRAFTIGA GRADIENTER HAR UPPMÄTTS AV B. NYMAN* SÄRSKILT I VARMLUFTHUS. MÄT­ NINGARNA ÄR FRÅN EN MÄTSERIE I DECEMBER 1979. * Nyman B, 1981:1. Värmebalans i småhus med kombine­ rat uppvärmningssystem - solvärme, värmepump, vär­ meväxlare och tidsstyrd värme och ventilation. att värmetillförsel sker om värmesystemet är påsla­ get. Under påföljande soliga perioder stiger då vär­ men sedan onödigtvis högt, varför mycket av sommar­ värmen till stor del skulle kunna undvaras. Den leder ofta till övertemperaturer, som inte beror på den ge­ nomsnittliga temperaturskillnaden ute-inne. För att komma ur detta dilemma, som inte har så myc­ ket med husens tekniska egenskaper att göra, har helt enkelt antagits en standardiserad värmetillförsel för hushåll, varmvatten och värme. En särskild utredning gjordes för sommaren 79-80, vilken indirekt redovisas i siffrorna för sommarförbrukning, se BILAGA 4. Från denna utredning hämtades sedermera värdena till be­ räkningen för energiförbrukningen maj 79 - maj 80. "Sommaren" definierades där som perioden mitten av juni till mitten av september. För mätåret 80-81 finns avläsningar endast 15 maj och 15 augusti, varför denna period måste användas. Här har dessutom en förenklad metod använts. Där ansätts 1.000 kWh för normaliseringsberäkningen för varmvat­ ten samt sammanlagt 1.000 kWh för hushåll (inkl ven­ tilation) och för värme, se TABELL 4.6.1. Undantag måste här göras för solvärmehus och för värmepumphus. De solvärmda husen påförs inte den standardiserade varmvattenförbrukningen, eftersom sommarsolen förvän­ tas ge solhusen en hel del solvärmt tappvarmvatten. Denna kvantitet är med andra ord en del av den vinst som framräknas från slutresultatet och kan därför inte räknas bort med en schablonmetod. För de väl fungerande värmepumphusen borde kanske ett lägre värde ansättas för värme och för varmvatten. Detta leder emellertid till svårigheter i beräkning­ arna. Med samma värden beräknas värmepumparnas inver­ kan på avvikelserna, som då krymper om värmepumparna fungerar väl. Även fläktsystem inverkar på värdena. För överblickens skull redovisas i TABELL 4.6.1 de standardvärden som används. Den här refererade standardmetoden avviker en aning från den mera komplicerade metod som användes i den preliminära slutrapporten för perioden 79-80. TABELL 4.6.1 Standardiserad sommarförbrukning mätåret 80-81 System 12 och RADHUS och 14 22 och GRÄNDHUS 24 32 42 hushåll 750 750 750 750 vent 50 200 50 200 varmv 1.000 1.000 akt* akt* värme 200 200 200 akt* Summa 2.000 2.150 1000+akt 950+akt ♦standardiseras ej 90 4.6.2 Formler för korrektionsberäkningar av registrerade årsförbrukningar Det som i föregående avsnitt verbalt beskrivits re­ dovisas här nedan i formler. Indata till dessa formler redovisas i BILAGA 4. Formlerna jämte indata har behandlats i ett enkelt dataprogram, på vilket resultatredovisningen i näst- följande avsnitt bygger. Qk - Qa = korrektion = 6*(TV+Tf+Tt)*(21-Gi) + 8,76*Tg*(21-0i) temp + VF (0 ) *6* p *Cp* ( 21- 0^ ) * ( r|-l ) + vent- + (VF(0)-VF)* p*cp*N*(l-n) + f löde + 6*(VF-VF(0) )* p *cp*(21-0^)* (i-n) + vatten­ flöde + (VVA^°)_VVA^*cpv*d0VA + övrigt + Qgavl + Qm + ( enb radhus) + Qp(°) - Qp + Qs<°> - Qs + Här är Qk Qa Qgavl Qm Qp(0) qp Qs(°) Qs 6*(Tv+T ®i = korrigerad energiförbrukning (kWh/år) = avläst total energiförbrukning (kWh/år) = beräknad energiförlust genom radhus­ gavlar (kWh/år) = värmeutbyte mellan radhuslameller (kWh/år) = standardiserad (vald) personvärme (kWh/år) = aktuell personvärme enligt intervju och beräkning enligt BILAGA 4 (kWh/år) = standardiserad sommarförbrukning enligt tabell i BILAGA 4 (kWh/år) = aktuell sommarförbrukning (kWh/år) f+Tt) = specifika energiförluster genom väggar, fönster och tak under an­ tagna 6000 h/år (h/år*kW/°C) = aktuell genomsnittlig inomhustemperatur 8,76*T = specifik energiförlust genom golv under 9 8.760 h/år (h/år*kW/°C) O fe > = valt normalflöde för ventilation, här = 200 m3/h 6*Vf = aktuellt vent.flöde under 6000 h/år (m3/h * 6000/år) P*Cp = luftens specifika värme - endast sensi­ bel del räknas här - (Wh/m3/h) N = aktuellt års gradtimmar i tusental (109 °Ch) n = eventuell ventilationsvärmeväxlares sys­ temverkningsgrad, dvs inkl förvärmning och inverkan på läckflöden mm (1) VVA<°> = vald standardförbrukning av vatten exkl be­ vattning, här 175 m3/år VVA = aktuell vattenförbrukning exkl bevattning (m3/år) cpv = specifik värme för vatten (kWh/m3) d0VA = temperaturskillnad mellan inkommande kall­ vatten och avloppsvatten, årsmedelvärde (°C) Fortsättningsvis skall förenklade beteckningar för ekvationens olika termer redovisas i tabellerna med driftresultaten. Beteckningarna är som följer: term beteckn Qa = avläst utgångsvärde (kWh) fc2 9^ = innetemperatur fc3 (T+V(l-r)) )*d0^ = temperaturkorrektion (T=transm, V=vent) t4 (dVF*N - dVp*d0^) (1-tj) = flödeskorr, vent t5 dvVA*d®VA = flödeskorrektion t6 Qgavi = energi genom radhusgavlar t7 Qm = energi mellan radhuslameller fc8 dQp = standardisering av personvärme t9 dQs = standardisering av sommarförbrukn t10 (Qsvv) = varmvattenförbrukning sommartid i solvärmehus 32 fcll (Qgvg) = värmeförbrukning sommartid i solvärmehus 42 92 Dessa termer anges i löpande text t]_, t2 ... tu. Ter­ merna tio och tu separeras och redovisas för solhusen, men de standardiseras inte. Skälet är helt självklart, att deras (låga) värde beror på insamlad solvärme, vil­ ket gottskrivs systemet och kommer till uttryck genom att den slutliga förbrukningen är ett visst belopp lägre än i referenshusen. Systemverkningsgraderna, n för ventilationsvärmeväx- lare (betecknas och OOP för värmepumpar kän­ ner man inte. De maste här beräknas genom passning. Enkla_värmeväxlarhus (system 22) Beräkningsgången är som följer: Systemverkningsgraden HftX definieras som Qk(ref) - Q^(FTX) *1ftx Vp ( o ) * p * 5^ * n’ Här är Qk(ref) = Q(12), Qk(FTX) = Q(22) samt Vp(0) = normalflödet 200 m3/h. Q(12) - (Q (22)+(t+t+t ...+ t )) n =_____ A 3 4 5 9 Qv (här är Qv = normaliserad vent.förlust utan FTX = = VF(0) * p * Cp * N) Formeln kan också skrivas Q,(12)-Q'+ n*f (V„,de.,N)« — K______ K________ F___1___ Här är Q' = den korrigerade förbrukningen för det K fall att ry = 0, dvs f(VF,d9^,N) = de termer som innehåller fak­ torn (iy-1) i korrektionsekvationen f(VF,deifN) = VF(0)*d6i + dVF*(N-d0i) eller fullständigt skrivet: f(Vp,d0£,N) = Vp(O)*(21-0i) + (VF(0)-VF)* p*Cp*N + + 6*(Vp-Vp(0))* p*Cp*(21-0±); Denna ekvation löses med avseende på r| (åter förenk­ lade beteckn). n*Qv = Qk(12) - Qk + n*(vF(o)*dei + dvF*(N-dei)) n Q, (12) - q; k k; Qv - (VF(O)*d0i + dVpiTN-dOj^) ) ~ där helt enkelt Q (12)-q; = k k QV vF(0)*döi = dVF*(N-dei)= energivinst, korrigerad med r) = 0, normalt frånluftsflödes energi­ behov ventilationsflödets innetemperatur- korrektion flödeskorrektion för ventilation ystem 14) , passningsberäkning Som sedermera skall visas är noggrannheten i bestäm­ ningen av driftresultat begränsad till ca + 6 index­ enheter på konfidensnivån P=0,995. Det betyder t ex + 900 kWh/år vid förbrukningen 15.000 kWh + 500 kWh/år vid samma förbrukning om konfidens­ nivån sänks till P = 0,90. Därför är det onödigt att komplicera beräkningarna med alltför många detaljer. Avvikelser i sommarför­ brukning kan utan vidare standardiseras som i TABELL 4.6.2 - 9, där COP antagits vara = 2,0 för system med värmepumpar. COP som "systemverkningsgrad" definieras som följer. COP = Q. (ref) k Qk(vp) ^hush ^hush ( vp) ( vp) Den första ansatsen C0P(0), leder till följande ekva­ tion och därmed till COP(l) - det första förbättrade resultatet. COP(l) = Qk(12) * Qhush(14) QA(14) - Qhush(14) + *3 + fc4 + COP(O) Värdena på COP(k) konvergerar snabbt till ett slut­ resultat med önskad siffernoggrannhet. 94 Mer komplicerade hus (system 24 och 42) med två samverkande system För mätåret 79-80 innebar dessa hus inga problem, eftersom solvärmehusens värmesystem (soldelen) inte var i drift för grändhusens del. Värmepumphusens driftresultat var så dåligt, att korrigeringar i stort sett ledde från ett ointressant värde till ett annat. För mätåret 80-81 är vissa driftresultat betydligt förbättrade, varför metodiken för korrigering måste ses över så att alla operationer blir rimliga och riktiga. För system 24 gäller då att: • ventilationskorrektioner - både flöde och tempera­ tur - halveras innan fortsatt beräkning (motsv IfTX = 0»5) • temperaturkorrektioner itereringsberäknas på van­ ligt sätt. För system 42 gäller att: • ventilationskorrektioner halveras på samma sätt som för system 24, • övriga ingrepp begränsas till den schabloniserade sommarförbrukningen. 4.6.3 Korrigerade driftresultat för perioderna 790515-800515 resp 800515-810515 Radhusen 12 R 3, 4 Dessa hus har inte vållat några nämnvärda bekyipmer. Energiförbrukningen har legat nära den förväntade un­ der alla delperioder. Dock har avvikelserna, vilket kommer att framgå nedan, mellan husen i husparet va­ rit något större än den förväntade. 95 TT* « = VÄDERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR Husen har helt lika system. \ KÖK TEMP SÄNKNING (0.‘-3.‘ — 6*C ) AV RUMSTEMPE- ANALOGA MÄTPARAMETRAR ÖVRIGA MÄTPUNKTER RF 001 REFERENS TEMP KM 002 KONTROLL MOTSTÅND KT 003 KONTROLL TEMP ENERGI MÄTNING EE088 HUSHÅLL FRÅNLUFTSFLÄKT EE089 VARMVATTENBEREDARE EE090 ELVÄRME TL 006 TL 007 TL008 TL 009 TL010 TL 011 TL 012 TEMP SOVRUM 1 V1 - VARD.RUM NB -»- KÖK - HALL H 98 ÖPPETTID FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR FIGUR 4.6.3 96 TABELL 4.6.2 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515--810515 Hus 12 R 3 12 R 4 12 R 3 12 R 4 Qa (avläst, kWh) = 18.954 16.628 19.422 14.530 9^ (innetsnp °C) = 22,34 19,08 22,00 19,22 (T + V*(l-t1))*d0i (taip.korr) = -1.109 +1.588 - 827 +1.473 dVF*(l-6*d0.)*(l-n) ( luftf löaeskorr ) = 0 + 89 + 919 +1.750 "TÄflM-korr) - + 731 - 244 + 609 - 171 Qp (personvärme) = - 700 0 - 700 0 Qs ( sarnnnarförbr) = - 300 -1.650 - 380 - 80 Qg;Qm (energi gavl) - 460 + 710 - 380 + 660 Q],, (korr förbr) 17.116 17.122 18.663* 18.162 Medelvärde 17 .119 18.162 Index 100 100 * delvis automatiska mätningar som är osäkra. Värdet kasserat. Ända fram till den slutliga kontrollen strax före slutrapporteringen kvarstod ett par fel i indata för radhusens del. Det ena gällde radhusen, som redovisa­ de en förhållandevis stor differens mellan husenhe­ terna (8,8 %) för vilket ingen plausibel förklaring kunde uppletas. Känslighetsanalysen och felanalysen i avsnitt 4.7 redovisar ett konfidensintervall på + ca 3,5 % och därför kunde +4,4 % inte godtas utan yt­ terst noggranna detaljanalyser av orsaken. Det triviala fel som slutligen hittades var en onor­ malt hög sommarförbrukning i det "energisnålaste" av de båda radhuslamellerna. Räknefelet vid analysen av sommarförbrukningen är lätt att förklara. Sommarför­ brukningarna följer nämligen mycket väl det allmänna beteendemönstret. I hus med låg innetemperatur är sommarförbrukningen låg och tvärt om. Detta undantag, som inte hittades förrän vid allra sista kontrollen, gjorde att även referensradhusen slutligen passade in i bilden helt och fullt. I själva verket blev resul­ tatet "litet för bra", med endast 0,5 % i total skillnad mellan husenheterna. Med tanke på skärpan i korrektionsberäkningarna är en så stor noggrannhet i slutresultatet knappast att förvänta, vilket också felkalkylen redovisar. Normalårsvärdet har beräknats på grundval av 1979-80 som är den säkrare av de båda mätperioderna och re­ sultatet är 16.300 kWh/år. Se TABELL 4.8.3. 97 VADERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR Husen har helt lika system. -6 C) A\ RATUR ANALOGA MÄTPARAMETRAR ÖVRIGA MÄTPUNKTER RF 001 REFERENS TEMP KM 002 KONTROLL MOTSTÅND KT 003 KONTROLL TEMP ENERGIMATNING EE088 HUSHÅLL, FRÅNLUFTSFLÄKT EE089 VARMVATTENBEREDARE EE 090 ELVÄRME TL 006 TEMP TL 007 - • - TL 008 TL 009 - « - TL010 ------- TL011 TL012 SOVRUM 1 NB VARD.RUM KÖK HALL V1 SOVRUM 3 H099 ÖPPETTIDER FÖNSTER OCH YTTEROÖRRAR FIGUR 4.6.4 7-Q2 98 Grändhusen 12 G 35, 36 TABELL 4.6.3 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period. 790515--800515 00515--810515 Hus 12 G 35 12 G 36 0 35 12 G 36 Qa (avläst, kWh) = 22.738 26.696 21.702 24.363 (innetemp cfc) = 20,49 22,50 20,98 22,80 (T + V*(l-r|) )*d0i (tsnp.korr) = + 541 -1.592 + 21 -1.911 dVF*(l-6*d0i)*(l-n) (luftflödeskorr) = 84 + 264 +1.460 +1.113 (vattenflödeskorr) = - 390 -1.851 + 341 -1.145 Qp (personvärme) = 0 - 500 0 - 500 Qs (satmarförbr) = - 150 - 600 - 710 - 720 Särsk red p g a crribyggn = -1.122 Qjç (korr förbr) 22.656 22.417 22.814* 21.200i Medelvärde 22 .536 21.200 V Index 100 100 * Ombyggd ventilation, se text. Värdet kasseras. Alla ingångsvärden för mätåret 1979-80 är under god kontroll, varför några nämnvärda fel utöver vad som redovisas i senare felanalys knappast är tänkbara. Den redovisade skillnaden av 0,3 % fran medelvärdet är emellertid ett osannolikt bra värde. För mätsäsongen 1980-81 har man inte fullt så god kontroll på ingångsvärdena som under det första mät­ året. En förändring av ventilationen i grändhuset nr 35 har beräknats medföra 1.122 kWh ( + ca 200 kWh) mer energiförbrukning. En motsvarande reduktion har ge­ nomförts och det har noterats att en ytterligare osä­ kerhet av + 1 % för husets totala energiförbrukning blir fallet, något som dock inte nämnvärt ökar konfi- densintervallet, när detta vägs in i felanalysen (se avsnitt 4.8). Under dessa förutsättningar blir resul­ tatet även för mätåret 1980-81 av samma smått fantas­ tiska klass. Om man sedan räknar om driftresultatet från mätåret 1979-80 till normalår, erhålls normalförbrukningen enl TAB 4.8.5 20.800 ^ _ En omräkning till normalår innebär emellertid en hel del osäkerheter. Vinden kan inverka, solen kan in­ verka, luftfuktigheten kan inverka, vilket senare skall kommenteras i avsnitt 4.8. 99 Hus nr 14 EV 073 RADIATORKRETS EV 074 FRÅN UTJÄMNINGSTANK TILL VVB EV 075 FRÅN VÄRMEPUMP □------0- HALV, VARVTAL FIGUR 4.6.5 VILLKOR VI 033 VÄRMEPUMP AVFROSTNING VI 034 ----------------- I DRIFT ENERGIMÄTNING EE085 HUSHÅLL EE 086 TILLSATS VÄRME EE 087 KOMPRESSOR I VÄRMEPUMP EE 088 VÄRMEPUMP TOTALT INKL. P1 EE 099 FRÅNLUFTSFLÄKT EV 073 FRÅN VÄRMEPUMP TILL RADIATORKRETS EV 075 —JORDSLINGA — VÄRMEPUMP VIU.KQR VI 050 FLÖDE RADIATORKRETS VI 051 KOMPRESSOR I DRIFT Gemensam beteckning: ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 V1 TL 007 2 TL 008 3 TL 009 4 TL 010 VARD.RUM NB TL 011 KÖK TL 012 HALL H98 ÖPPETTID FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR ANALOGA MÄTPARAMETRAR RF 001 REFERENS TEMP KM 002 KONTROLL MOTSTÅND K T 003 KONTROLL TEMP 100 Hus_14_R_6 Under perioden från inflyttningen i maj 1978 till ja­ nuari 1979 finns enbart manuella avläsningar. Vissa driftproblem i samband med igensatta filter i flödes- mätare i radiatorkretsarna förekom. Den första inci­ denten inträffade i december 1978 för detta hus del, då överhettningsskyddet för genomströmningsvärmaren löste ut på grund av stopp i radiatorkretsen. Samma sak upprepades i januari 1979. Överhettningsskyddet byttes av Parka Norrahammar i februari 1979. I decem­ ber 1979 skedde ånyo samma sak. Utredningen ledde till upptäckten att man reglerat in systemet efter en felaktig reglerkurva. Ändring av reglerkurvan skedde 800226. Utredningen gav vid handen att returtemperaturen från radiatorkretsen var för hög på grund av den felaktiga reglerkurvan. Detta måste haft sin grund i en överdi­ mensionering av vattenradiatorerna. Rutinmässiga di­ mensioner ingsregler för (extremt) energisnåla hus syns ge kraftig överdimensionering av radiatorn. Samverkan av radiatortermostater och variator innebär ofta problem och i detta fall dolde kombinationen felet. På grund av reglerfeiet gick värmepumpen igång allt­ för sällan och energiförbrukningen blev därför allde­ les för hög. Efter justering av reglerkurvan 800226 avsåg man att under en provdrifttid komma underfund med huruvida funktionen var helt tillfredsställande eller inte. Under denna period skedde emellertid vid okänd tid­ punkt ett köldmedieläckage, vilket upptäcktes 800425. Orsaken är inte känd. Detta hade självfallet som kon­ sekvens att värmepumpen inte fungerade trots den kor­ rigerade reglerkurvan. Den 22 maj 1980 kunde köldmedieläckaget klaras av. Från denna tidpunkt har värmepumpen fungerat. Någon uppföljning av systemets funktion som helhet har inte kunnat göras, i varje fall inte med någon större precision, eftersom värmebehovet sedan maj 1980 till våren 1982 inskränkt sig till varmvatten­ förbrukning . Hus 14 R 14 (AGA Thermias ytjordvärmepump) Driften av detta hus karaktäriseras av att man har hög innetemperatur och att regiersystemet inte ger "efter" för tillfälliga effektöverskott när man lagar mat etc. Man har ungefär 23° temperatur inomhus dygnet runt utom vid matlagningstillfällen, då tem­ peraturen stiger ytterligare något. Vid varje till­ fälle solen lyser stiger temperaturen i utsatta rum över reglergränsen. Den höga innetemperaturen betyder i sig inget. Korrektionerna till "normal" förbrukning blir givetvis mer osäkra ju större de är, men någon större betydelse har inte heller detta. 101 Detta är ett typiskt fall av vattenradiatoruppvärm- ning, som ju inte är så lättreglerade som elradiator­ system. I detta hus skedde liksom på flera andra ställen igensättning av flödesmätarnas filter. Den första an­ teckningen om en sådan igensättning är från 781227. Innetemperaturen sjönk då till +8°. Just den kal­ laste perioden på året under en av de kallaste decem­ bermånader som förekommit skedde alltså ett fel som detta. Enligt tidigare avsnitt förekom igensättning av fil­ ter mycket ofta under det första året. I detta fall var det fråga om filtret i slingan. Man tog därför omgående bort såväl filter som flödesmätarinsats. I mars 1979 slogs ånyo larm. Värmepumpen gick endast 10 à 15 sek per gång. Det bedömdes att även flödesmäta- rens hus gav en för stor strypning för en tillfreds­ ställande funktion av förångarkretsen. Därför togs hela flödesmätarinstallationen bort och ersattes med en rörbit. Under tiden mars 1979 tom halvårsskiftet 1979 gick värmepumpen utan hinder av flödesmätare. Någon noggrann mätning av värmepumpens funktion kunde givetvis inte ske under denna tid. Under andra halvåret 1979 användes en Modus flödes- mätare i förångarkretsen. Mätvärdena blev inte "lo­ giska" och analyser gav vid handen att man hade en pulsfrekvens, som inte passade MCE:s mätsystem. I januari 1980 byttes flödesmätaren ånyo och därefter har utvärderingen baserats på de flödesmätningar som den nya mätaren gett. 1 augusti 1980 byttes ytjordvärmepumparna i såväl radhuset nr 14 som i grändhuset nr 18. Skälet till bytet är främst att denna tidiga generation pumpar hade en något för hög ljudnivå. Vidare har AGA suc­ cessivt bytt komponenter och förbättrat funktionen i en lång rad detaljer av sina värmepumpar och man vil­ le nu ha en up to date värmepump installerad i Täby- projektet. Resultatet av detta framgår av tabellen - en klar förbättring kan iakttas. Ytjordvärmesystemet i hus nr 14 är utan tvekan det bäst fungerande energisparsystemet i hela projektet. Under det första året framräknades en värmefaktor som låg strax under 2. Det andra mätåret innebar, som nämnts, förbättring av värmefaktorn till klart över 2 (se dock fortsatta resonemang om referenshusens på­ litlighet i avsnitt 4.8). Skälet till förbättringen är nästan säkert att man bytt ut värmepumpsenheten mot en modernare version. 102 TABELL 4.6.4 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515-810515 Hus 14 R 6 14 R 14 14 R 6 14 R 14 Qa (avläst, kWh) = 20.822 12.870 15.259 9.699 0^ (innetemp °C) = 22,23 23,43 21,95 22,58 (T + V*(l-r|) )*d0i (temp.korr) = -1.018 -2.010 - 786 -1.307 dVF* ( l-6*d0i ) * ( l-r|) (luftflödeskorr) = - 153 - 108 35 - 103 dvVA*d0VA (vattenflödeskorr) = - 154 - 107 + 220 +2.114 Qp (personvärme) = - 100 -1.100 - 100 -1.100 Qs (santiarforbr) = + 100 + 500 - 360 + 430 Qg;l^n (energi 9avl) = + 250 -2.068 + 73 -1.710 Q^. (korr förbr) 19.747 10.176 14.271 8.083 Qj, -"- itererad 19.519 11.302 14.553 9.033 COP 0,82 1,72 1,40** 2,43** Energivinst (kWh)* - 2.400 5.817 3.608** 9.128** Index (100 = värden enl 114,0 66,0 80,1** 49,7** TABELL 4.6.2) * exkl styrsystem ** se avsnitt 4.8 COP beräknas enbart ur en jämförelse med referenshu­ sen. Resultaten från matsäsongen 1980-81 är inte så tillförlitliga som de från 79-80. Beräkningens käns­ lighet för referenshusens osäkerhet är emellertid rätt måttlig. Ett fel av 1.000 kWh inverkar på COP för hus 14 med 0,15 enheter. Förbättringen av COP från 79-80 till 80-81 för båda ytjordvärmehusen är alltså signifikant (byte av pump). Vad beträffar hus nr 6 drevs det under det första mätåret med felaktig reglerkurva, vilket i princip innebar att värmepumpen inte var i funktion och att huset i själva verket fungerat som ett vattenburet värmesystem med värmepanna. Under det andra mätaret har en bättre reglerkurva använts och en värmefaktor på 1,4 har uppmätts. Om nu det "sanna" normalarsvar— det för referenshusen är t ex 16,4 i stället för 15,8 MWh/år, dvs ca 3 % förändring, förändras emellertid inte värmefaktorn med mer än ca 0,05 enheter. Nagon avgörande betydelse har alltsa inte detta tänkta fel. En värmefaktor på 1,4 är dock ett otillfredsställande resultat. En besparing av 3.000 kWh för investeringen i det system som hus nr 6 utrustats med skall jämfö­ ras med besparingen ca 9.000 kWh för hus 14 och yt- jordvärmesystemet. 103 VADERSTATION HUS = SYSTEMNR Hus nr 18 EE 099 FRÀNLUFTSFLÀKT HEL, VARVTAL Gemensam beteckning: i ^^ VVX/RADl HUSHÅLL EE082 FRÅNLUFTSFLÄKT EA, FLÄKT VP, RADIATORKRETS KONDENSOR VP TILL RADIATORKRETS VILLKOR FIGUR 4.6.6 VI 050 VP I DRIFTVI051 VP AVFROSTNING VI 052 RAD. KRETS I DRIFT VI 053 ------- «-------- VP AVFROST. £rnias ytjordvärmepump) I..n?vember 1978 uppträdde av obekant orsak läckage i förångarkretsens slang i marken. Slangen grävdes upp och en koppling tätades 781201. Samma problem som i radhuset nr 14 vad beträffar för­ ångarkretsens slang och flödesmätarna uppträdde även i detta hus. Till skillnad från hus nr 14, där filter + insats i förångarkretsen revs ut i mars, skedde inte motsvarande åtgärd förrän i december 1979 för hus nr 18. Huset gick alltså med reducerad effekt på energisparsidan under hela 1979. De nya mätarna mon— terades emellertid samtidigt, 800131, i dessa båda hus. t-vattenvärmepump) Förutom driftstörningar orsakade av flödesmätarna i radiator- och värmepumpkretsar finns inga för energi­ sparsystemet väsentliga driftstörningar att rapporte­ ra. Ljudproblem har dock förekommit hela tiden sedan in­ flyttningen. TABELL 4.6.5 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515--810515 Hus 14 G 18 14 G 38 14 G 18 14 G 38 Qa (avläst, kWh) = 15.088 16.734 11.688 15.295 0^ (innetemp °c) = 21,20 20,90 22,07 21,38 (T + V*(l-n))*d0i (temp.korr) = - 212 + 106 -1.136 - 403 (3Vp* (l—6*d0^)* (l—rj) (luftflödeskorr) = - 121 +1.845 - 106 +2.197 ^VA^^VA ( vattenf lödeskorr ) = + 487 - 536 + 950 - 438 Qp (personvärme) = - 150 0 - 150 0 Qs ( scmmarförbr) = + 750 - 500 - 360 + 700 Qj, (korr förbr) 15.842 18.649 11.607 17.351 Qj, itererad 15.564 18.176 11.649 16.824 COP 1,58 1,33 2,11 1,36 Energivinst (kWh)* 6.972 4.360 9.551 4.376 Index (100 = värden enl 69,1 80,7 54,9 79,4 TABELL 4.6.3) * exkl styrsystem 105 För båda ytjordvärmesystemen har COP förbättrats i signifikant grad i samband med bytet till modernare pump. Ett indextal av 69,1 för år 1979-80 skall jäm­ föras med 54,9 för 1980-81. I detta fall är också tendensen att referenshusen "överreagerat" på klimat­ ändringen, vilket gör att indextalet för 1980-81 för hus 18 egentligen skulle sänkas något. Värmefaktorn år 1979-80 blev 1,6 och denna förbättra­ des till år 1980-81 med 0,5 enheter till 2,1. För hus 38 har resultatet legat helt konstant och stilla. Eftersom denna värmepump har varit störande för de boende stängdes pumpen av under julen 1980-81, varvid huset drevs som ett vattenburet värmesystem med värmepanna. Detta bör ha ökat energiförbrukningen med ca 1.000 kWh, vilket också borde vägas in i be­ dömningen av systemet. Denna marginella ändring av energiförbrukningen skulle ha medfört en ökning av värmefaktorn från 1,4 till 1,55. Motsvarande drift­ störningar skedde också under det första mätåret, vilket förklarar att COP är densamma för båda mät- åren. Det är dock tveksamt om en värmefaktor av 1,55 kan godtas med hänsyn till kostnaden för systemet. Hus_22 R 7:i2 För hus R 7 anmäldes under augusti 1979 ett misstänkt fläktmotorfel. Vid besök på platsen kunde inga fel konstateras, men efter förnyad anmälan överenskoms om ett servicebesök av SF-service. Husägaren uppenbarade sig emellertid inte vid överenskommen tidpunkt och servicen blev aldrig av. Under oktober togs ånyo kon­ takt med husägaren, som då rapporterade att fläkten gick som den skulle. Under hösten 1980 anmäldes åter att fel på en fläktmotor fanns. Trots viss osäkerhet byttes sedermera fläktmotorn. Vid kontrollmätning i början av mars 1980 stod till- luftfläkten i hus 12 stilla. För hus R 12 finns i övrigt inga anteckningar om onormal drift under mät­ året 1979-80. Vid kontrollmätning av ventilations­ flöden 810302-05 upptäcktes emellertid att tillufts- fläkten havererat. Uppenbarligen har driftstörningen varit av så pass allvarligt slag att driftresultatet starkt försämrats för hus R 12. En vinst av 1 % är i sammanhanget inte signifikant. Nu är emellertid hus R 12 ett av de mer osäkra på grund av att korrek- tionsvärdena för detta hus är osedvanligt stora. Ut­ gångsvärdet är lågt på grund av att huset bebos av två äldre personer, som använder litet vatten och som har låg innetemperatur. Huset har i själva verket den i särklass lägsta observerade energiförbrukningen och korrektionerna innebär tillägg av icke mindre än 5.600 kWh. Det är självklart att så stora korrektio­ ner inte kan ge ett resultat inom +3 % intervallet. Osäkerheten i detta fall torde vara av storleksord­ ningen +7 % om man räknar på samma sätt som sedermera redovisas i felanalysen. 106 VADERSTATION Hus nr 7 Hus nr 12 (annorlunda vvx I el I------[j] I FRÅNLUFT ANALOGA MÄTPARAMETRAR RF 001 REFERENS TEMP KM 002 KONTROLL MOTSTÅND KT 003 KONTROLLTEMP ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 V1 TL 007 ----------- 2 — TL 008 ----------- 3 — TL 009 ------------ 4 TL 010 -•/- VARD.RUM TL 011 --- KÖK TL 012 -------- HALL H098 ÖPPETTIDER FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR ENERGIMÀTNING IEl- I----- EE 086 HUSHÅLL, STYRSYSTEM, EE089 EE 087 VARMVATTEN EE 088 ELVÄRME EE 089 VENTILATIONS VVX FIGUR 4.6.7 107 TABELL 4.6,6 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515-810515 Hus 22 R 7 22 R 12 22 R 7 22 R 12 Qa (avläst, kWh) = 16.647 11.048 15.944 11.085 0^ (innetemp °C) (T + V*(l-li))*dei = 20,39 19,53 21,63 19,02 (temp.korr) = 505 1.216 - 521 1.638 dVF*(l-6*d0i)*(l-n) (luftflödeskorr) = 168 1.971 - 181 1.077 dVVA*d0VA (vattenf lödeskorr) — -1.199 1.949 - 844 1 2.192 Qp (personvärme) = - 300 -1.000 - 300 -1.000 Qs (scnmarförbr) = - 200 -1.000 10 630 Qg;^n (enetgi gavl) = -1.845 510 -1.627 390 Qjç (korr förbr) 13.775 14.694 12.481 16.013 -"- itererad 13.595 13.578 12.795 15.289 *VlX 0,43 0,35 0,72** 0,38** Energivinst (kWh)* 3.524 3.540 5.367** 2.873** Index (100 = värden enl TABELL 4.6.2) 79,4 79,3 70,4** 84,2** * exkl styrsystem ** se avsnitt 4.8 Driftresultatet är alltså ungefär oförändrat för rad­ husens del. En viss förbättring tycks ha inträffat för radhus nr 7, men i stort sett ligger resultatet på samma nivå. Det bästa resultatet, dvs hus nr 7 under år 1980-81 tycks med ledning av övriga resultat från värmeväxlarhusen vara det som är mest karakte­ ristiskt för systemet. Indextalet är då 72, vilket betyder 28 % besparing, styrsystemets inverkan då ej medräknad. 108 rjo 81 = VADERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR Husen har helt lika system. []------ ra KM 002 KONTROLL MOTSTÅND KT 003 KONTROLLTEMP ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL006 TEMP SOVRUM 1 NB TL 007 ------- --------------- 2 ----- TL 008 ------ VARD. RUM TL009 -.i- KÔK TL010 --- HALL V1 TL011 SOVRUM 3 ----- TL 012 - « -----------------4 ------ H099 ÖPPETTIDER FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR ENERGIMÄTNING EE 086 HUSHÅLL. STYRSYSTEM, EE089 EE 087 VARMVATTEN EE 088 ELVÄRME EE 089 VENTILATIONS VVX FIGUR 4.6.8 109 Inga problem med driftstörningar har noterats för dessa hus. TABELL 4.6.7 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515--810515 Hus 22 G 33 22 G 37 22 G 33 22 G 37 Qa (avläst, kWh) = 17.065 15.691 16.492 14.458 0^ (innetemp °C) = 19,41 19,58 19,80 19,56 (T + V*(l-t1))*d0i (temp.korr) = 1.688 1.507 1.274 1.529 dVp* ( l-6*d0^ ) * ( l-r|) (luftflödeskorr) = 1.365 1.442 1.833 2.098 (vattenflödeskorr) = 755 244 1.023 365 Qp (personvärme) = -1.100 550 -1.100 550 Qs (sommarförbr) = 900 1.150 470 780 Qjç (korr förbr) 20.673 20.584 19.992 19.780 Qk -"- itererad 20.063 19.942 19.448 18.984 'Vrx 0,30 0,32 0,23 0,30 Energivinst (kWh)* 2.473 2.595 1.753 2.217 Index (100 = värden enl 89,0 88,5 91,7 89,5 TABELL 4.6.3) * exkl styrsystem Överensstämmelsen mellan de båda husen såväl för år 1979-1980 som 1980-81 har varit utomordentligt god. Till yttermera visso ligger värdena kvar på samma niva under de bada mätåren. Tas de fyra indextalen blir medelvärdet 87,0 med en standardavvikelse av en­ dast 0,5 enheter, dvs 0,5 %. En så god överensstäm­ melse måste betecknas som en tillfällighet. Hus 24 R 5 Vad beträffar hus^nr 5 är driftresultatet helt otill­ fredsställande. Någon energibesparing har inte kunnat konstateras alls under de mätperioder som hittills följts upp. En viktig orsak till detta är att värme­ pumpen stängs av nattetid, varvid huset övergår till att bli uppvärmt med vattenburen elvärme. Avstäng­ ningen motiveras av att ljudet stör, trots att ljud­ nivån ligger så lågt som vid ca 30 dBA (jfr BILAGA 5). Eftersom värmebehovet i viss mån kan sägas vara kon­ centrerat till natten i ett litet energisnålt hus som detta, blir alltså besparingen med det beskrivna driftsättet synnerligen marginell även rent teoretiskt. 110 g; VÄDERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR. Anm. Hus 24 R 5 har ej utvärderats. TVÄTT. OT2, NATT) (S) ANALOGA MÄTPARAMETRAR RF 001 REFERENS TEMP KM 002 KONTROLLMOTSTÅND KT 003 KONTROLL TEMP ENERGIMÄTNING EE 074 HUSHÅLL EE 075 VÄRMEPUMP W KOMPRESSOR EE 076 --------------------------TOTAL EE 078 -------------------M------------ EE 079 TILLSATSVÄRME EE 080 VENTILATIONS VVX ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 V1 TL 007 2-------- TL 008 - * ------------------- 3------- TL 009 -------------------------- 4------- TL 010 - * — VARD.RUM TL 011 — KÖK TL 012---------HALL H 099 ÖPPETTID FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR VILLKOR VI 050 VI 051 VI 052 VI 053 VÄRMEPUMP DRIFTFALL 1 AVFROST. DRIFTFALL 2 KOMPR. FRÅN FIGUR 4.6.9 Hus 24 R 13 1 1 1 Huset som har en Westinghouse luft - luft-värmepump + en Metromodul frånluft - varmvattenvärmepump har betydligt större luftflöden än övriga hus. I och för sig borde detta inte betyda särskilt mycket, eftersom det rör sig enbart om återluft, men man kan dock inte utesluta att de stora flödena medför ökat kanalläck- age utanför husets tätskikt. Vad beträffar den lilla frånluftsvärmepumpen för varmvattenberedning fungerar dess förångare i detta fall på den kalla vindsluften. Detta gör att pumpen ifråga inte har speciellt gynnsamt driftsätt och att dess driftresultat inte kan förväntas bli särskilt gott under kalla perioder. Hittills erhållna driftresultat från hus nr 13 är föga tillfredsställande. Kyldrift sommartid har må­ hända bidragit till den relativt stora energiåtgång­ en. Även med korrektion för detta syns värdena för energiåtgång vara för höga (se även avsnitt 5.2). TABELL 4.6.8 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515-810515 Hus 24 R 5 24 R 13 24 R 5 24 R 13 Qa (avläst, kWh) = 17.505 15.619 0^ (innetemp °c) = 22,0 22,13 (T + V*(l-n))*d0i (tannp.korr) = - 664 - 750 dVp*(l-6*d0i)*(1—n) ( luftflödeskorr ) = - 47 0 (vattenflödeskorr) = - 210 437 Qp (personvärme) = 0 0 Qs (scnmarförbr) = - 300 - 360 Qg-'C^, (energi gavl) = - 100 - 270 Qjç (korr förbr) 16.184 14.646 Qj. itererad 16.278 14.879 "COP" 1,08 1,32** Energivinst (kWh)* 840 3.282** Index (100 = värden enl TAB 4.6.2) 95,1 81,9** * exkl styrsystsn ** se avsnitt 4.8 112 K= VÀDERSTATION NR. I HUS = SYSTEMNR Hus nr 29 Gemensam beteckning: ENERGIMÄTNING EE 080 HUSHÅLL EE 081 VARMVATTENBEREDARE EE 082 KOMPRESSOR I VÄRMEPUMP EE 083 VÄRMEPUMP TOTALT INKL P1, P2 EE 084 TIL L SATS VÄRME ( SP1,2) EE 085 VENTILATIONS VVX. FLÄKT I VLA båda husen — FRÅN FRÅNLUFT, ANALOGA MÄTPARAMETRAR KM 002 KONTROLL MOTSTÅND KV TVÄTT, BAD Hus nr 32 y KÖK Gemensam beteckning UTE- / A. H 099 ÖPPETTID FÖNSTER OCH • -<0GT2 FIGUR 4.6.10 113 Hus 24_G_29 En väsentlig störning har varit luft i vattensyste­ men till varmluftaggregatet. Systemet fungerar på ett något annorlunda sätt än de övriga värmepumpsystemen inom gruppen. Värmen levereras till varmluftaggrega­ tet från en bufferttank (utom i hus R 13). Sedan ef- tervärms tilluften till rummen med ett direktvärmt elektriskt batteri i mån av behov. I detta hus värms emellertid tankens vatten med en elpatron, när tanktemperaturen blir för låg för varra- luftaggregatets behov. Detta har till konsekvens att när problem med luftbubblor i systemet uppstår blir det kallt i huset. De boende upptäcker alltså här omedelbart systemfel och larmar om detta. Luftningsproblemen i detta hus, som har varit utom­ ordentligt besvärliga, fick så småningom en mycket enkel förklaring. Förklaringen bygger på att två fel uppstått samtidigt. Det ena felet var att expansions- kärlet av någon anledning (kanske av föregående äga­ re) tömts på gas. Det andra felet var att den manome­ ter som redovisar trycket i systemet visade 1 bar (10 m vp) för högt tryck. Detta hade till följd, att när man gav service till systemet och fyllde upp det till 1,1 bar hade man i själva verket endast 0,1 bar (1 m vp) övertryck. Det säger sig självt att man vid temperaturvariationer i systemet mycket snabbt fick in luft igen med åtföljande driftstörningar. Hus G 29 hade i övrigt samma problem med flödesmätare och med obalans i luftsystemen som alla de andra med motsvarande systemdelar. De föregående ägarna av huset var under större delen av vintern 1979/80 bortresta innan de sålde huset. På grund därav kan inte dras några säkra slutsatser om husets funktion. Någon energispareffekt av systemet har bl a på grund av de många felen inte kunnat redo­ visas . Under det andra mätåret uppmättes en energivinst som motsvarar COP = 1,36. Detta är emellertid inte COP för själva värmepumpen utan för systemet som helhet, vilket gör att den s k COP egentligen är något slags medelvärde mellan vad ventilationsvärmeväxlaren tjä­ nat in och vad värmepumpen vunnit. Skillnaden mellan korrigerad energiförbrukning för detta hus och för hus med ventilationsvärmeväxlare är ca 1.800 kWh. Med en vinst av värmepumpen motsvarande 1.800 kWh blir COP = 1,11. Detta resultat är klart otillfredsstäl­ lande. Hus 24_G_32 Även i detta hus är listan på felaktigheter lång och förarglig, BILAGA 5. 8-Q2 114 Förutom de där redovisade driftstörningarna förekom ett fel på förvärmningsbatteriet. Endast halva effek­ ten gick in, varvid husägaren fick för kallt i huset vid sträng kyla ute. När sedan detta fel korrigerats blev förvärmaren för het, så att dukstosen mellan förvärmningsbatteriet och varmluftaggregatet började brinna. I och för sig var detta naturligtvis en dra­ matisk störning, även om den inte påverkat husets energiförbrukning. Helt vid sidan av de installationstekniska besvärlig­ heterna kunde konstateras att ytterdörren var illa inpassad, så att man hade ett betydande luftläckage in i hallen. Detta hade till följd att husägaren änd­ rade tilluftdonet i hallen, så att han fick ett avse­ värt mycket större flöde till hallen än vad som av­ sikten var. Därmed minskade också flödena till resten av bostaden och hela systemet kom i obalans. Denna i och för sig förståeliga reaktion från husägarens sida vållade honom själv en hel del besvär i och med att han fick otillräckligt varmt i andra utrymmen. Även en av balkongdörrarna (franska fönstren) var lika otät som ytterdörren. Husets funktion har i övrigt störts, förutom av de grundläggande fel som fanns i hus med varmluftupp- värmning, av en rad komponentfel i värmepumpsystemet. En del av dessa komponentfel kan återföras till allt det arbete som lades ner för att få anläggningarna ljudmässigt acceptabla. För mjuka dämpare gav för stora vibrationer i systemet, varvid flexibla slang­ anslutningar började läcka etc, etc. Givetvis kan man inte återföra mer än en viss del av komponentfelen till alla de åtgärder som vidtogs i samband med ljudproblematiken. En lång rad av felen är naturligtvis "spontana" och får klassas som såda­ na . Inte heller i detta hus har någon nämnvärd energibe­ sparing kunnat uppmätas under perioden maj 79 - maj 80. Funktionen är sedan senvåren 1980 relativt god och resultatet för halvåret jan - juni 1980 är på­ tagligt förbättrat (se avsnitt 5.2). Under det andra mätåret blev - trots den temporära förbättringen på våren 1980 - resultatet ännu sämre än under det första. Den totala energivinsten rör sig om några hundra kWh. Om vi gör samma antaganden som för hus nr 29, nämligen att ventilationsvärmeväxlaren skulle ha tillfört huset drygt 10 % vinst, innebär detta faktiskt att värmepumpen haft en COP som är lägre än 1. Jfr med vad som redovisas i den separata delrapporten om värmepumpar. TABELL 4.6.9 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515-800515 800515--810515 Hus 24 G 29 24 G 32 24 G 29 24 G 32 Qa (avläst, kWh) = 21.495 17.010 21.900 0^ (innetemp °C) - 21,95 22,89 21,93 (T + V*(l-ti))*d0i (temp.korr) - - 853 -2.006 - 835 dVp*(l-6*d0i)*(l-n) (luftflödeskorr) 373 738 511 dVVA*d0VA (vattenflödeskorr) = -1.096 1.681 - 804 Qp (personvärme) 100 -1.000 100 Qs ( scnmarförbr ) + 150 + 150 - 550 Qj^ (korr förbr) 20.168 16.573 20.322 -"- itererad 20.316 16.683 20.398 "cop" 1,13 1,34 1,05 Energivinst (kWh)* 2.220 4.516 802 Index (100 = värden enl 90,2 78,7 96,2 TAB 4.6.3) * exkl styrsystem Sammanfattningsvis kan konstateras • att husen trots stor arbetsinsats med intrimning inte fungerat tillfredsställande fran energisyn­ punkt, • att ljudproblematiken inte heller funnit sin lös­ ning. Erfarenheterna understryker vikten av produktutveck­ ling för system som helhet - inte bara för komponen­ ter och delsystem. 116 ÖVRIGA MATPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 TL007 — — , — 2 TL 008 - - — • — 3 TL 009 ------- — « — 4 TL010 ------- VARD.RUM TL 011------- KÖK TL 012 - » - HALL H 098 ÖPPETTID FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR ANALOGA MÄTPARAMETRAR RF001 REFERENS TEMP KM002 KONTROLL MOTSTÅND KT003 KONTROLL TEMP ENERGIMÄTNING EE 087 HUSHÅLL MED FRÅNLUFTSFLÄKT EE 088 VARMVATTENBEREDARE, PUMP P1 STYRSYSTEM EE 089 ELVÄRME EV 080 TANK TILL VVB EV 081 SOLFÅNGARE TILL TANK FIGUR 4.6.11 1 1 7 Hus 32 R 8, 9 Med hänvisning till avsnittet om driftstörningar or­ sakade av flödesmätare erinras om att problemen kul­ minerade under våren 1979. De första invändningsfria filtersystemen till flödesmätare togs i drift april 1979. Härvid prioriterades system med glykol, dvs solfångarkretsarna. Man kan alltså konstatera att solvärmesystemen i husen med system 32 togs i drift i april 1979. De frysskador som uppstått på solfångare i Täby-pro- jektet har icke vid något tillfälle berört system 32. (Se avsnitt 5.3.) TABELL 4.6.10 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515--810515 Hus 32 R 8 32 R 9 32 R 8 32 R 9 Qa (avläst, kWh) = 16.422 12.386 13.634 11.765 0^ (innetemp °C) (T + V*(l-tl))*d0i = 20,57 19,24 20,35 20,31 (tanp.korr) = 356 1.456 538 571 dVF*(l-6*d0i)*(l-n) (luftflödeskorr) = 542 488 1.100 1.281 dVVA*d0VA (vattenflödeskorr) — 1.803 0 2.241 - 171 Qp (personvärme) = - 800 - 800 - 800 - 800 Qs (scmmarforbr) = 0 250 60 140 Qg-'C^ji (energi gavl) = -1.789 - 410 -1.517 30 0^ (korr förbr) 16.533 13.370 15.256 12.756 Energivinst (kWh)* 586 3.749 2.906 5.406 Index (100 = värden enl TAB 4.6.2) 96,6 78,1 84,0 70,2 * exkl styrsystsn Dessa hus uppvisar mycket stabila resultat. Under det första mätåret har hus 8 en obetydlig energivinst av sitt solvärmda tappvatten. Hus nr 9 däremot har ca 3.700 kWh energivinst, vilket är långt mera än vad som beräknats. Sannolikt beror denna skillnad på att källardörren tagits bort i hus R 9, varvid tilluften till huset rimligen bör ha kommit in genom källarven- tilerna och där förvärmts dels av transmissionsför- lusterna neråt, dels av avloppsstammar m m, varvid således en del av dessa förluster använts till ett nyttigt ändamål. En oväntad värmeväxling har därmed införts i systemet och denna värmeväxling förefaller ligga väl i klass med den ordnade ventilationsvärme- växling som man har i andra försökshus. 118 B= VÄDERSTATION NR I HUS = SYSTEMNR Husen har helt lika system. ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 NB TL 007 ------- —• — 2 TL 008 VARD.RUM------ TL 009 KÖK ------ TL 010 HALL VI TL 011 SOVRUM 3 — TL 012 4 __ H 098 OPPENTID FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR ANALOGA MÀTPARAMETRAR RF001 REFERENS TEMP KM002 KONTROLL MOTSTÅND KT003 KONTROLL TEMP ENERGIMÄTNING EE 087 HUSHÅLL MED FRÅNLUFTSFLÄKT EE 088 VARMVATTENBEREDARE, PUMP P1 STYRSYSTEM EE 089 ELVÄRME EE090 FRÅNLUFTSFLÄKT EV080 TANK TILL VV8 EV081 SOLFÅNGARE TILL TANK FIGUR 4.6.12 119 Hus 32 G 40, 41 TABELL 4.6.11 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515-810515 Hus 32 G 40 32 G 41 32 G 40 32 G 41 QA (avläst, kWh) = 20.500 21.447 17.124 20.388 0^ (innetemp °C) = 20,78 21,68 21,00 22,12 (T + V*(l-n) )*<% (temp.korr) = 234 - 722 0 -1.189 dVF*(l-6*d0i)*(l-n) (luftflödeskorr) = 784 906 1.047 1.124 ^\rA*dQ\/A (vattenflödeskorr) = 1.242 - 365 1.681 - 317 Qp (personvärme) = -1.400 - 400 -1.100 - 400 Qs ( somnarförbr) = - 350 - 550 - 350 -1.510 Qjç (korr förbr) 21.010 20.316 18.402** 18.096 Energivinst (kWh)* 1.526 2.220 2.798 3.104 Index (100 = värden enl 93,2 90,1 86,8 85,4 TABELL 4.6.3) * exkl styrsystem ** osäkert värde Dessa Hus uppvisar ett synnerligen stabilt resultat även de. Energivinsten rör sig emellertid inte om mer än ca 1.000 kWh/år under det första mätåret och mel­ lan 2 - 3.000 kWh under det andra mätåret. Mätvärdena från det andra mätåret är emellertid så pass osäkra, relativt sett, att vissa reservationer måste göras. Det är alltså fullt tänkbart att ett räknemässigt re­ sultat av 2.500 kWh i själva verket endast är 1.500 kWh. Den utomordentligt lilla skillnaden mellan de bada försökshusen såväl under 1979-80 som 1980-81 talar emellertid mot att resultaten skulle vara osäkra. 120 ra © 42 R 10, Il ÖPPETTID FÖR FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR TVATT, BAD MM FIGUR 4.6.13 121 Hus 42 R 10 I januari 1979 nedtappades expansionskärlet på vinden sedan expansionskärlen i båda grändhusen 27 och 28 frusit. Detta var en ren säkerhetsåtgärd, eftersom man ännu inte var riktigt på det klara med orsaken till frostskadorna. Dessa beror, som man senare funnit, sannolikt på skiktning i glykolen och detta har bemötts med ökad glykolkoncentration. I mars 1979 uppkom ett komponentfel i varmluftbatte­ riet (läckage). Batteriet byttes 790410. I november 1979 upptäcktes ett reglerfel i solfångar- systemet. Reglerfelet bestod däri att den termostat som skall hindra kallt tankvatten att nå varmluftagg- regatet i huset havererade p g a de höga tanktempera­ turerna under sommaren. Därvid blockerades inte bara kallt vatten utan även det solvärmda som skulle kom­ mit till nytta under hösten. Solfångarsystemet var alltså inte i drift under hösten 1979 annat än som energileverantör till varmvattenberedaren. Ny termo­ stat monterades 791128. När denna inkoppling skedde gjordes i reglercentra- len en felkoppling, vilken inte upptäcktes förrän i april 1980. Detta innebar att en stor del av den vär­ me som skulle ha levererats till huset under februa­ ri, mars och april gick till spillo. Detta är en av de väsentliga förklaringarna till att hus R 10 har lägre energibesparing än hus R 11. Vid den slutliga revideringen av reglersystemet i hus nr 10 flyttades en termostat från tanken till ett rör som går ut från värmeväxlaren i tanken. Detta har gett marginellt förbättrad funktion av systemet. Enligt BILAGA 5 inreglerades samtliga varmluftupp- värmda hus felaktigt vid inflyttningen. Dessutom fö­ rekom under hela första mätåret i vissa fall ett luftflöde från de under uttorkning varande källarna till värmeväxlarna, vilket försämrade värmeväxlarnas funktion. Det senare påverkade givetvis också resul­ taten i någon mån. Hus_42 R 11 Listan på tillfälliga fel är lång även för hus R 11. Förutom för energisparsystemen oväsentliga fel, såsom att säkerhetsventiler hakat upp sig, motorskydd löst ut etc, skedde en felkoppling av varmluftaggregatets fläkt vid inkopplingen av den separata elmätningen på denna. Fläkten gick alltså baklänges och gav endast en brakdel av det luftflöde som projekterats. Ytterligare ett antal småfel har upptäckts och korri­ gerats, men i stora drag har driftsituationen varit godtagbar utom under senvintern 1980 och den tidiga våren. 122 I ett avseende skiljer sig de båda husen. Solfångar- kollektorerna i hus R 11 frös sönder i januari 1980. Skälet var detsamma som i tidigare skadefall. Något för låg glykolhalt i samband med skiktning. Efter ungefär 1 1/2 månad kunde nya kollektorer mon­ teras. I praktiken innebär detta att hela februaris solinstrålning missades i hus nr 11. Detta kan inte spåras i den hittills genomförda utvärderingen. Re­ sultatet är förvånansvärt bra och ligger nära energi­ garantin. TABELL 4.6.12 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515-800515 800515-810515 Hus 42 R 10 42 R 11 42 R 10 42 R 11 Qa (avläst, kWh) = 15.184 13.922 15.772 12.033 0^ (innetemp °C) = 22,78 22,20 19,99 19,76 (T + V*(l-n))*d0i (temp.korr) = - 850 - 979 671 823 dVF* ( l-6*d0i ) * ( 1-rj) (luftflödeskorr) = 756 253 895 335 ^VA^^VA (vattenflödeskorr) = -2.314 -2.217 -1.291 -1.900 Qp (personvärme) = 500 - 300 500 - 300 Qs (sommarförbr) = 150 0 410 220 Qg"^n (energi gavl) = - 290 - 260 10 50 Oj, (korr förbr) 13.136 10.601 16.967 11.162 Energivinst (kWh)* 3.983 6.518 1.195** 7.000** Index (100 = värden enl 76,7 61,9 93,4** 61,4** TABELL 4.6.2) * exkl styrsystem ** se avsnitt 4.8 Driftresultaten för hus 10 och 11 ligger relativt nära förväntad nivå. Hus 11 är tom något bättre än vad som förväntats under år 1979. Driftresultaten under mätåret 1980-81 har varit sämre - för hus nr 10:s del högst väsentligt sämre än 79-80 Någon orsak härtill är svår att spåra. Om man betrak­ tar innetemperaturerna för dessa hus under tiden 7 9- 80 resp 80-81, finner man emellertid att den under 80-81 ligger drygt 2° lägre. Detta påverkar i hög grad korrektionsberäkningarna som således ökar pa driftresultatet med drygt 10 % bara på grund av inne- temperaturdifferensen från det ena året till det and­ ra. Här kan man inte utesluta mätfel. Jordfel har fö­ rekommit några gånger, vilket gett helt vilseledande temperaturvärden i några hus. 123 Husen har helt lika system. ENERGIMÄTNING EE 086 HUSHALL EE 087 VARMVATTENBEREDARE EE 088 TILLSATSVÄRME ISP1.2) P1, P2,STYRSYSTEM EE089 EE089 VENTILATIONS VVX, FLÄKT I VLA EV 077 TANK TILL VVB EV 078 ------- VLA EV 079 SOLFÅNGARE TILL TANK ANALOGA MÄTPARAMETRAR RF 001 REFERENS TEMP KM002 KONTROLL MOTSTÅND KT 003 KONTROLL TEMP ÖVRIGA MÄTPUNKTER TL 006 TEMP SOVRUM 1 V1 TL 007 — * — 2 TL 008 ------ - ---- 3 — TL 009 ------- — . — 4 TL 010 VARD.RUM NB TL 011 KÖK TL 012 HALL --- H098 ÖPPETTID FÖR FÖNSTER OCH YTTERDÖRRAR FIGUR 4.6.14 □-------------- {«] / GT3 TVÄTT. BAD MM 124 hus 42 g_27., 28 Enligt listan på driftstörningar i BILAGA 5 ligger felen i särskilt hög grad parallellt i dessa båda solvärmehus. Därför redovisas felaktigheter och åt­ gärder för att belysa vad som förevarit i dessa hus gemensamt för de båda husen i stället för enskilt. Mätningarna har delaktighet i skulden för dessa driftstörningar. Förutom de gemensamma felorsaker som där refereras i BILAGA 5 för solvärmesystemen har i dessa fall förekommit ytterligare två allvarliga störningar. Den ena är ett reglerfel i reglercentra- len, vilket upptäcktes först under senvåren 1980 och korrigerades under slutet av juli månad 1980. Detta reglerfel består av följande. På grund av ett kopplingsfel i reglercentralen hade shuntventilen i varmluftapparatens batterikrets för solvärmt värmevatten fram till nämnda tidpunkt aldrig öppnats. Därmed kunde solvärme över huvud taget inte levereras till varmluftaggregatet före tidpunkten som nämndes. Detta i och för sig triviala fel är helt tillräckligt för att undanröja en väsentlig del av den totala energibesparing som är uppnåelig. Däremot har solvärmt tappvarmvatten levererats i hu­ sen. Energivinsten syns ha varit något högre än i de enklare solhusen. Det andra kanske väsentliga felet som kommer utöver den långa listan med generella fel är vattenläckage i de båda källarna. Det tycks vara typiskt för alla komplicerade byggtekniska fel att de har mer än en orsak. Så är även fallet här. Dels fanns ett fogfel mellan de förtillverkade och monterade källarväggs- blocken resp i fogen mellan källarplatta och vägg­ block. Dessutom var det ett fel i ytdräneringen kring husen. Äterfyllningen var utomordentligt tät och lut- ningsförhållandena var sådana att man vid störtregn inte fick tillräcklig infiltration i trädgårdarna. Ytvatten rann därför ner i källarfönstrets avbalkning och därifrån genom fönstret och rätt ner på källar­ golvet. Sedan man klarat av ytvattnet som läckte in i källarna, upptäckte man vid ett långt senare tillfäl­ le att det även var dräneringsvatten kring husets bottenplatta som läckte in. Reparationerna var inte klara förrän under senvåren 1980. Vad har då detta med installationssystemen att göra? Jo, källarnas uttorkning påverkades i hög grad. Bägge dessa källare blev utsatta för mögelangrepp och en del inventarier förstördes. För att vädra ut källarna öppnade man källarventilerna och även en tillfällig frånluftöppning upp till värmeväxlaraggregatets från- luftfläkt. Detta gav en obalans i värmeväxlingen. Härigenom har sval luft minskat värmeåtervinningen av värmeväxlingen. Efter det att man så småningom kommit tillrätta med läckorna dessutom gjort en undersökning beträffande mögelbildningen kunde först under senhös- 125 ten 1979 frånluftöppningarna till Rexoventens från- luftfläkt stängas och källarna därefter på avsett sätt avgränsas från husens installationssystem. Prob­ lemen med inläckning fortsatte, som nämnts, men från­ luf töppningarna förblev trots detta stängda hösten 79 TABELL 4.6.13 KORRIGERING AV REGISTRERADE DATA Resultat för period: 790515--800515 800515-810515 Hus 42 G 27 42 G 28 42 G 27 42 G 28 QÄ (avläst, kWh) = 19.065 21.326 17.178 18.187 0^ (innetemp °C) = 22,59 23,76 22,43 23,08 (T + V*(l-t1))*d0i (teitp.korr) = -1.428 -2.479 -1.285 -1.868 dVp* ( l-6*d01 ) * ( 1—r|) (luftflödeskorr) = 496 422 269 259 <^VA*<^®VA (vattenflödeskorr) = - 341 -1.291 804 - 219 Qp (personvärme) = - 250 - 650 - 250 -1.100 Qs (scmmarförbr) = - 100 - 100 - 700 - 450 0^ (korr förbr) 17.441 17.228 16.016** 14.808** Energivinst (kWh)* 5.095 5.309 5.184 6.392 Index (100 = värden enl 77,4 76,4 75,5 69,8 TABELL 4.6.3) * exkl styrsystem ** osäkra värden Den redovisade vinsten under första mätåret är i hög­ sta laget för att verka trovärdig. Om FTX-systemet ger lika mycket som i system 22, återstår 2.500-2.800 kWh solvärmt tappvarmvatten. Så mycket kan sannolikt inte vinnas enbart för tappvarmvattenberedning. San­ nolikt beror detta främst på den större temperatur- gradient som de varmluftuppvärmda husen har jämfört med referenshusen med radiatorer (se FIGUR 4.6.2). På grund härav kan den redovisade vinsten vara ca 1.000 kWh för hög. En reduktion av värmeförlusterna neråt på grund av den varma ackumulatortanken i källaren kan också ha gett ett bidrag som dock är svårt att beräkna. Den obetydliga skillnaden husen emellan i driftresul­ tat tyder emellertid på att den redovisade vinsten i övrigt är korrekt beräknad. För mätsäsongen 1980-81 är mätvärdena, särskilt för dessa hus betydligt osäk­ rare än för den föregående mätsäsongen. Vinsten har ändrats obetydligt trots att värmesystemet var i funktion det andra mätåret. Skillnaden kan bero på ett - ca 5 % - lägre värmebehov (mildare vinter) och, naturligtvis, på annorlunda solförhållanden. 126 4.7 Känslighetsanalys, felkalkyl 4.7.1 De enskilda osäkerheternas sammanvägda inverkan Med en variation av förutsättningarna och med valda felgränser för vissa variabler och parametrar er­ hålls en överblick över resultatens "stabilitet". Det största problemet är kanske att förklara de näs­ tan obefintliga differenserna mellan vissa huspar. De skillnader på 5 - 10 % som vissa radhus uppvisar är mer i linje med hittillsvarande erfarenheter. Följande kalkyler har genomförts. • Korrektionsberäkningarnas grundvärden har föränd­ rats (avloppstemp, energi mellan hus, temperatur­ korrigering), TABELL 4.7.1 och 4.7.4. • Antagna felgränsers inverkan på slutresultatet har beräknats, TABELL 4.7.2 och 4.7.5. I formeln i avsnitt 4.5 kan alternativa korrigerings­ värden insättas för att utröna känsligheten. Analysen i TABELL 4.7.1 visar att skillnaden mellan hus endast kan nedbringas med relativt osannolika förändringar av korrektionsberäkningarna. Den visar emellertid också att nivån inte ändras mer än högst ca 6 % när antagna värden varieras. TABELL 4.7.1 VARIATION AV KORREKTIONSBERÄKNINGAR FÖR RADHUS OCH DESS INVERKAN PÄ SKILLNADEN MELLAN LIKADANA HUS (% skillnad) System 12 (ref) 22 32 42 Anm /nivå,index/ (FTX) (solw) (sol) 0 Huvudberäkn o' o o^r-^ 0,1 21,2* 21,4 - 1 Avloppstemp 4° lägre 1,1 /104/ 2,3 18,1 19,5 de,, = 17°cl 2 " 2° lägre 0,6 /102/ 6,2 19,6 20,4 de = i9°d 3 " 2° högre 0,5 /9B/ 14,8 22,8 22,5 dea = 23° 4 Halverad energi mellan hus 3,4 /100/ 3,4 20,0* 21,2 x 0,5 5 Halverad tem- peraturkorr 7,9 /99/ 3,6 25,7* 21,0 d0^ x 0,5 6 Kombination 2+4 2,8 /102/ 2,9 18,5* 20,3 7 " 2+4+5 10,1 /101/ 0,4 22,8* 19,9 * En stor del av denna skillnad har en byggnads- teknisk förklaring 127 TABELL 4.7.2 KÄNSLIGHETSANALYS OCH FELANALYS FÖR KORRIGE RINGS BE RÄKNINGAR AV MÄTVÄRDEN FRÂN PERIODEN MAJ 79 - MAJ 80 FÖR REFERENSRADHUSEN NR 3 OCH 4. Hus Q kWh nr 3 f* f2 kWh m m (kWh)2 Q kWh nr 4 f* kWh m m f2 2 (kWhr Direkt avlästa värden 18.954 16.628 Innetemp, °C 22,34 0,2 - 19,08 0,2 - Sammanlagd tempe­ raturkorrektion -1.109 166 27.398 +1.588 166 27.398 17.845 18.216 Avi.temp, d®vA = 21°c - 2°C - - 2°C - Korrektion - - avvikelse Vattenförbrukn +731 336** 112.896 -244 429** 184.041 Korrektion för luftflöden 0 5 % 408 166.464 +89 5 % 408 166.464 Korrektion för energiflöde min hus -460 150 22.500 +710 200 40.000 18.363 19.011 Korrektion för personvärme (ca 2000 kWh/år) -700 200 40.000 0 200 40.000 Korrektion för: scnmar forbrukn -300 0 -1.650 0 Sunma 17.116 -607 369.258 17.121 + -677 457.903 Index 99,98 + -3,5 100,02 + -4,0 mdlv 17.119 * Bedömning ** Olika flöden; därför ger 2° avvikelse olika energiavvikelser. Not: Prof F.Petersons kcnmentar: "Fortfarande får nog de flesta litet hicka här. Slump eller skicklighet?" Förf replik: "Bådadera1 Det är dock föga cnskvärt med siffror scm ser ut att vara fabricerade. Det är emellertid otänkbart att fila på dam för att få dem mer aptitliga." RAVHUS GRÄNVHUS FIGUR 4.7.1 REFERENSHUSEN OCH DERAS ANTAGNA KONFI— DENSINTERVALL +/- 3 %. LÄGET "ALT" FÖR SAMTLIGA HUS VISAR LÄGET AV DE ENSKILDA HUSENS FÖRBRUKNING. * ANGER ATT HUS 35 ÄNDRAT SITT VENTILATIONSSYSTEM, FÖR VILKET SKÖNSMÄSSIG KORRIGERING GJORTS HÄR. Trovärdigheten av de utomordentligt små skillnaderna mellan husen i grändhusparen diskuteras i avsnitt 4.6. I TABELL 4.7.3 redovisas en översikt av hur sto ra korrektioner som gjorts. Oavsett vilka förändring ar av korrektionsberäkningarna som görs syns de slut liga skillnaderna mellan hus förbli ytterst små, TA­ BELL 4.7.4. TABELL 4.7.3 ÖVERSIKT AV KORREKTIONER FÖR ÅTTA GRÄNDHUS OCH KVARSTÅENDE DIFFERENS, MÄTÅRET 1979-80 Hus­ par Sys­ tem Förskjutn inbördes kWh Största ensk korr kWh Kvarst diff min hus kWh Anm 35, 36 11, 12 4.197 1.851 239 33,37 22 1.374 1.688 121 40,41 32 1.647 1.400 6 94 -780* 27,28 42 2.474 2.479 213 * förklaras av diff vv-tappn 1 1 29 TABELL 4.7.4 VARIATION AV KORREKTIONSBERÄKNINGAR FÖR GRÄNDHUS OCH DESS INVERKAN PÄ SKILLNADEN MELLAN LIKADANA HUS (% skillnad) System 12 (ref) 22 32 42 Arm /nivå,index/ (FIX) (solw) (sol) Huvudberäkn 1,0 /100/ 0,5 3,1 1,0 Avloppstemp 4° lägre 0,2 /104/ 0 1,8 0,2 d0a = 17' " 2° lägre 0,4 /102/ 0,3 2,6 0,7 d6a = 19‘ " 2° högre 1,7 /98/ 0,9 4,2 1,8 d®a = 23‘ Halverad tenpe- raturkorr 3,7 /101/ 0,1 0,9 1,8 d®i x 0,! Endast i fallet 4, där den tekniskt orimliga halve­ ringen av temperaturkorrigeringen redovisas, blir skillnaden mellan referenshusen nämnvärd. Naturligt­ vis är detta slumpens verk. Detta beskrivs i felkal­ kylen i TABELL 4.7.5 där en varians av +/- 2,9 à 3,4 % redovisas. Gränserna +/- 3 % kring observerade medelvärdet väljs för de fortsatta resonemangen. Att välja olika grän­ ser vore annars logiskt riktigt, då de osäkra storhe­ terna är proportionellt sett större för radhusen än för grändhusen. Dessutom finns fler osäkerheter för radhusens del: • tre gavelradhus ingår • stor spridning i vattenförbrukning (max 277 m3/år min 95 m3/år) • avloppsstammar går under husen • energi går från granne till granne. Slumpmässiga fel av typen varians i transmissionsför- luster på grund av ojämnt byggande, mätfel av venti­ lationsflöden, bedömningsfel för hushållsel och dess inverkan på totalbehovet ingår i bedömningsunderlaget för konfidensintervallet. Dessutom ingår en stor post - avloppstemperaturen - som i vissa sammanhang endast DELVIS har slumpmässiga fel. Felrisken kan med andra ord vara övervärderad. När det gäller sannolikheten för att rätt värde in- gränsas skall hela posten antas medverka till konfi- densintervallets storlek. 9-Q2 130 När det gäller skillnad mellan två hus eller husgrup­ per kan posten endast till en viss del anses vara slumpmässigt betingad. Skillnaden i t ex ventila- tionsenergibehov (kap 5) kan inte vara beroende av att just de berörda husens avloppstemperatur är rätt bedömd. Om bedömningen är påtagligt fel är det mycket sannolikt att det är fel åt samma håll för alla hus. I praktiken betyder detta att osäkerheten blir rela­ tivt sett MINDRE när differensen mellan hus tas fram. Bedömningarna av konfidensintervall är därför på säk­ ra sidan i kommande avsnitt, där denna metod används. TABELL 4.7.5 KÄNSLIGHETSANALYS OCH FELANALYS FÖR KORRIGERINGSBERÄKNINGAR AV MÄTVÄRDEN FRÅN PERIODEN MAJ 79 - MAJ 80 FÖR REFERENSGRÄNDHUSEN NR 35 OCH 36. Hus Q kWh nr 35 f* f'2 kWh m m (kWh)^ Q kWh nr 36 f* kWh m m f2 2 (kWh)^ Direkt avlästa värden 22.738 26.696 Innetemp, °C 20,40 0,2 - 22,50 0,2 - Sammanlagd tenpe- raturkorrektion +541 166 27.398 -1.592 166 27.398 23.279 25.104 Avl.tenp, d8VA - 2°C - - 2°C - Korrektion - - avvikelse Kallv. förbrukn -390 443** 196.249 -1.857 582** 338.724 Korrektion för luftflöden 23.255 -84 5 % 408 166.464 23.618 +264 5 % 408 166.464 Korrektion för 23.173 23.904 personvärme (ca 2000 kWh/år) 0 40.000 -500 40.000 Korrektion för: samarförbrukn -150 0 -6.000 Summa Index 22.655 99,5 +656 +2,9 430.111 22.417 100,5 +757 +3,4 572.586 mdlv 22.536 * Bedömning ** Olika flöden; därför ger 2° avvikelse olika energiavvikelser. 4.7.2 Tolkning av den jämnhet i resultaten som observerats och dess samband med spridning - felgränser Det är kanske inte så lätt att få ett perspektiv över vad den observerade jämnheten egentligen innebär. Det är emellertid möjligt att med hjälp av enkla sanno- likhetsresonemang få en viss uppfattning om vad det betyder om ett huspar har ett resultat av en viss jämnhet, om två, tre, fyra eller fem etc uppvisar en viss jämnhet etc ... Följande ansats kan göras. • Alla värden antas med hundraprocentig sannolikhet falla inom ett intervall som är 20 indexenheter stort (+ 10 %). • Varje nytt intervall definieras av det först obser­ verade huset i husparet och det antas att det ob­ serverade värdet faller exakt mitt i intervallet. • I det så definierade intervallet är det alltså pre­ cis 1/20 chans att det tillkommande huset i huspa­ ret hamnar inom samma procenttal (dvs i mitten) av intervallet. Resonemanget som bygger på denna ansats ger alltså följande resultat för det första mätåret, där tre av fyra huspar bland grändhusen hamnade på samma pro­ centtal, dvs med mindre än 0,5 % skillnad mellan hus­ enheterna och där två huspar bland radhuslamellerna, referenshusparet och FTX-husen, överensstämde i det närmaste exakt. Att sålunda fem huspar hamnar inpm samma procenttal har alltså sannolikheten (1/20)b = 1/3.200.000. Om dessutom de båda grändhus medtas, som ligger mind­ re än 2 % från varandra (- det gör de om olikheten i tappning av solvärmt vatten beaktas -), minskas san­ nolikheten till 1/32 milj. Detta är självfallet ett tal som torde utesluta att slumpen varit bestämmande för de räknemässiga resultaten från korrektionsberäk- ningarna. Om man sedan fortsätter resonemangen och tar med re­ sultaten från mätsäsongen 1980-81 kan konstateras att där finns tre (av fyra) huspar med god överensstäm­ melse, helt i klass med dem från mätsäsongen 1979-80. Totalt finns nio huspar med en överensstämmelse av storleken 1 - 3 % (indexenheter), TABELL 4.7.6. Referensradhusen stryks emellertid (se 4.8) och de fortsatta resonemangen bygger på att ÅTTA huspar lig­ ger inom + 1 % - med definition enligt ovan. 1 32 TABELL 4.7.6 HUSPAR MED LITEN SKILLNAD I KORRIGERAD FÖRBRUKNING Mätsäsong maj 79 - maj 80 Mätsäsong maj 80 - maj 81 12 R : < 0 22 R : ca 0 12 G : 1 22 G 0 32 G : 3 42 G : 1 1 % 12 R 1 % 22 G 0 % 32 G 5 % 1 %* Summa 0 % 3.1 % 2.1 % 1,4 %* tre huspar Summa sex huspar * Olikhet i utnyttjning av solvärmt tappvarmvatten som syns ha minskat vid tillökning i den ena fa­ miljen (osäkra resultat). Enkla beräkningar med normalfördelningskurvan som un­ derlag ger besked om ungefär inom vilket sannolikt intervall husen bör hamna. Om vi bestämmer oss för fyra tänkbara fall, bara för att exemplifiera sannolikheter: Fall 1 Konfidensintervallet (0.9) är + 6 %. Samtliga 8(i)huspar hamnar inom + 1 %. Sannolikheten P(l) för att slumpen skall åstadkomma detta P(l) = 4.2 * 10-6 Fall 2 Konfidensintervallet (0.9) är + 3 %. Samtliga 8 huspar hamnar inom + 1 %. Sannolikheten P(2) för att slumpen skall åstadkomma detta P(2) = 8.9 * 10-4 Fall 3 Konfidensintervallet (0.9) är + 1 %. Samtliga 8 huspar hamnar inom + 1 %. Sannolikheten P(3) för att slumpen skall åstadkomma detta P(3) = 0,43 (0,98) Fall 4 Konfidensintervallet (0.9) är + 0,5 %. Samtliga 8 huspar hamnar inom + 1 %. Sannolikheten P(4) för att slumpen skall åstadkomma detta P(4) = 0,992. 1 33 Slutsatsen av de fyra exemplen är att sannolikheter­ na pekar på intervall som är MINDRE än de + 3 % som analysen av delfaktorernas inverkan anger. Rimliga sannolikhetstal når man endast om man antar konfidensintervall ner mot +1 %, även om så små vär­ den inte verkar vara troliga - av andra skäl än de rent matematisk - statistiska. Dessa resonemang styrker dock i hög grad hypotesen att man med god noggrannhet kan göra korrektionsbe- räkningar. De styrker då också samtidigt tesen om att hus fungerar mycket lika. Andra tekniska faktorer än de som behandlats i kalkylerna syns ha liten betydel­ se för energiförbrukningen. Det är nog bäst att tillägga att det som framförts endast gäller för ytterst välbyggda hus. 4.7.3 Beräkning av energivinst av energibesparande system Korrektionsberäkningarna redovisas i princip i av­ snitt 4.6. Korrigeringsberäkningarna innehåller en successiv passning till rätt nivå såväl vad beträffar aktuell systemverkningsgrad för värmeväxlare som för värmepumpar. Princip Det finns enligt 4.7.1 anledning anta att felen i de korrigerade energiförbrukningstalen är normalfördela- de och att de är + 3 % för grändhusen på konfidens- nivån 90 %. Ett resonemang, som då är relevant för osäkerheten av skillnaden mellan referenshus och försökshus är föl­ jande ("3 %" avser grändhus). • Sannolikheten P att referenshusen 12 (R, G) i ge­ nomsnitt skall ha minst förbrukningen 1,03 * Qk(12)mdlv = 0,05. • Sannolikheten P att ett försökshus N (R, G) i ge­ nomsnitt skall ha en sann förbrukning av högst 0,97 * Qk(N)mdlv är likaledes = 0,05. • Sannolikheten P för att det "sanna" värdet på dif­ ferensen D (12 - N) är större än 1,03 * Qk(12)mdlv - 0,97 Qk(N) blir då (0,05)2. Motsvarande resonemang gäller för den andra gränsen. De båda gränserna för den "sanna" skillnaden 12 G - 22 G blir med andra ord 0,97*Qk(l2)mdlv - l,03*Qk(N) < D < 1,03*Qk(12)mdlv - - 0,97*Qk(N). Se FIGUR 4.7.2. iijit N = B &y&£ 12 = A P = 0,05 100 102 i 104 1 06 Index FIGUR 4.7.2 SKILLNADEN D MELLAN REFERENSHUS OCH FÖR- SÖKSHUS HAR ETT FEL SOM KAN BERÄKNAS PÄ ENKELT SÄTT. 4.8 Översikt av resultaten samt beräkning med ledning av klimatdata och husdata 4.8.1 Utetemperaturen och dess inverkan på resultaten Ur ekvationerna i avsnitt 4.5 framgår hur stor del av den tillförda energin som är direkt beroende av ute­ temperaturen. Här finns dock även en inverkan av sol­ strålningens varians och av t ex vindens, men för dessa hus torde denna inverkan vara liten i relation till utetemperaturens betydelse. Radhus Grändhus % % Förlusterna: T1 = (Tv+Tf+Tt)*(21-0i)*h1 30 + 5 38 + 7 t2 = Tg*(21-0i)*h2 4 + 2 8 + 4 V = dvF*(21-0i)*h3 44 + 10 37 + 10 VA = 20 + 7 15 + 6 D = Diverse förluster 1 - 2 1 - 2 Summa 100 + 13 100 + 14 Tillförseln: Qvv = varmv.ber 16 + 5 13 + 5 H = hushållsel 20 + 5 17 + 5 P = personer 10 + 5 8 + 4 S = sol 10 + 5 13 + 5 Q vä = värme 44 + 10 50 + 10 Summa 100 + 14 100 + 14 Total omsättn, ca 100 % = 20-23 MWh 25-28 MWh För de båda hustyperna (referenshusen) gäller här ungefärligen att radhus = ^ = 0,92 = k Ti + V 80 grändhus M - °'94 ’ *9 För att något föregripa ett senare resonemang må re­ dan här nämnas att energiförluster genom luftläckning här också beaktats åtminstone indirekt. Det är också sannolikt att transmissionsförlusterna är LÄGRE än de räknemässiga. Luftläckningen är här inte beräknad alls, men den lägre transmissionen torde uppvägas av den formellt försummade, men befintliga luftläckning- en. Eftersom luftläckningen också är beroende av ute­ temperaturen innebär det att ovan anförda kvoter trots ev lägre transmission är någorlunda riktiga. Kvoterna ovan kan användas för att kontrollera drift­ resultaten. Rimligtvis bör gälla att 136 C ' = c ute ute där kr*Qk (12 R' 79'80) kr*Qk (12 R, 80,81) k *Q (12 G, 79,80) 9 K kg*Qk (12 G, 80,81) (21 - 0 (79,80))*hu * e (21 - 0 (80,81))*hu e ute (he) Qj. ( . . . . år) = korrigerad energiförbrukning för resp hus och ar hg = det antal timmar under året då energiförbrukningen är temperatur­ beroende C 1 ute = kvoten mellan husens temperaturbe­roende förbrukningar C ute PÅTAGLIG INKONSISTENS --> KONSISTENS MELLAN HUS OCH SYSTEM KONSISTENS MELLAN OLIKA ÅR (1J □ □ □ □ ■ □ ■ □ ■ ■ ' }n ■ }u □ □ □ ■ " ■ ■ □ ■ □ □ ■ □ ■ □ ^ > t FIGUR 4.8.2 MÄTRESULTATEN SYMBOLISKT REDOVISADE. I A REDOVISAS HUR MONSTRET ÄR UPP­ BYGGT AV RUTOR SYMBOLISERANDE HUS OCH RESULTAT VISST ÅR. I B VISAS HUR PÅTAGLIGA INKONSISTEN­ SER UPPKOMMER CM VÄRDENA POR 12 R 3,4 FÖR ÅR 80-81 GODTAS. I C VISAS HUR UTOMORDENTLIGT GOD KON­ SISTENS BÅDE MET,T AN MÄTÅR OCH MKT,T AN HUS UPPSTÅR, OM 12 R 3,4 KASSERAS FÖR ÅR 80-81. 141 mycket nära vad man skulle kunna förvänta (drygt 1.000 kWh). Det starkaste indiciet för att 12 G redo­ visar korrekt referensnivå är mätserien för FTX-husen 22 G som redovisats ovan. Resultaten från dessa hus stämmer i allt väsentligt såväl med felkalkylen som med kvoten mellan utetempe­ raturerna för de båda mätåren. Om man å andra sidan skulle godta referensvärdena för radhusen år 1980-81 vore detta liktydigt med att ac­ ceptera en fysiskt synbarligen oförklarlig nivåänd­ ring av ca 13 indexenheter enbart grundad på två ob­ servationer (12 R, husen 3 och 4 - 1980-81), varav den ena störd av osäkra automatiska registreringar. En rimligare ansats är i så fall att acceptera att energiförbrukningen bör vara 5 à 6 % lägre året 80-81 än året innan. Så säger ju oss utetemperaturen. I FIGUR 4.8.2 visas två olika möjligheter att tolka resultatet. I fall B godtas resultaten från referens­ radhusen 1980-81, varvid en rad inkonsistenta samband uppstår. I fall C kasseras mätvärdena från referensradhusen 1980-81 och övriga mätresultat från referenshusen in­ sätts istället. Sambanden blir då åter konsistenta. Att 12 R kasseras för 1980-81 beror delvis på okända orsaker, men också på att automatiskt registrerade värden visat sig vara opålitliga. Grundval för bedöm­ ningen av besparing blir istället: • kvoten av gradtimtal samt 1979-80:s mätningar, • proportionering av värden från grändhusen. Det förstnämnda ger referensvärdet 16.304 kWh + 3,5 % (+ ytterligare osäkerhet i gradtimbestämning) Det sistnämnda ger referensvärdet 16.104 kWh + 3 % (+ ytterligare osäkerhet orsakad av proportionering) Operationen innebär att en årsmätning kasseras och att tre andra som säkra bedömda årsmätvärden insätts som referens. Slutsatsen måste bli att radhusmätningarna för år 80- 81 i princip kasseras. Resultatet med referensnivån 1/1,05 * 0-^(12,1979-80) = 16.304 kWh redovisas i TABELL 4.8.2 Som framgår klart av tabellen är de "nya" värdena långt mer rimliga. Ett exempel är hus 7, som med re­ ferensnivån 18.162 får en växlarverkningsgrad som ligger över den av fabriken uppgivna. Dessutom skul­ le huset plötsligt ha blivit helt tätt så att extra luftläckning inte förekommer som i andra FTX-hus. Det kan bara konstateras att jämnheten i radhusresul­ taten med denna alternativa och mer rimliga ansats blir jämförbar med grändhusens. 142 TABELL 4.8.2 RADHUSENS RESULTAT MED EN TÄNKT REFE­ RENSNIVÅ SOM ÄR PROPORTIONELL MOT GRÄNDHUSENS System, (kasserade värden) nya värden enl rübr hus referensnivå 18.162 referensnivå 16.304 Qk COP D ind °k COP D ind 14 R 6 (14.553 1,40 3.608 80,1) 14 441 1,21 1.862 88,6 14 R 14 ( 9.033 2,43 9.128 49,7) 8.987 2,27 7.316 55,1 Hfix Hpix 22 R 7 (12.795 0,72 5.367 70,4) 12.691 0,48 3.612 77,8 22 R 12 (15.289 0,38 2.873 84,2) 15.922 0,05 382 97,7 COP COP 24 R 13 (14.498 1,40 3.663 79.8) 14.646 1,14 1.532 90,6 32 R 8 (15.156 — 2.906 94,0) 15,156 - 1.048 93,6 32 R 9 (12.756 - 5.406 70,2) 12.756 - 3.548 78,2 42 R 10 (16.967 - 1.195 93,4) 16.967 - - 663 104,1 42 R 11 (11.162 - 7.000 61,4) 11.162 — 5.142 68,5 Exempel 1; System 22 (index och kWh/år) 79-•80 80-■81 22 R 7,12, index 79,4 79,3 77,8 97,7(fläktfel) Vinst kWh/normalår 3.350 3.370 3.620 - 22 G 33,37, index 86,4 86,3 86,6 86,0 Vinst kWh/normalår 2.880 2.900 2.840 2.970 Exempel 2: 14 R 14, index - 66,0 - 55,1 14 G 18, index - 69,1 - 54,9 I de senare båda fallen har husen ytjordvärme, där aggregaten bytts ut mot modernare version till år 1980-81. 4.8.4 Redovisning av energivinst Denna redovisning innefattar en bedömning av drift­ resultaten, varvid de sannolika driftfelen i refe­ rensradhusen under mätåret 80-81 beaktas. Resultatet redovisas i TABELL 4.8.3. 143 Fortfarande måste givetvis radhusens resultat från 1980-81 betraktas som indicier, men den BEDÖMNING som görs baserar sig på så pass många mätresultat där inga kända fel kunnat upptäckas att BEDÖMNINGEN av driftresultatet bör kunna betraktas som säker. BEDÖM­ NINGEN är den grund på vilken husens prestanda betyg­ sätts och efter vilken kontrakten med husägarna slut­ förhandlas . TABELL 4.8.3 ÖVERSIKT ÖVER ENERGIVINSTER ENLIGT SLUTLIG BEDÖMNING AV TVÅ MATÅR. SE ÄVEN FIGUR 4.8.3. Syst hus 1979-80 index 1980-81 index Bedctnn, -mdlv index Vinst normalår kWh RADHUS bas 17119 kWh bas 16304 kWh bas 15800 kWh OSÄKERHET* TILLAGG ** (index) ± 1 T ----------------r - 1 ► 1 O 14 R 6 -14 6 2 (11,4 6 2) 13 6 2.100 1000 14 R 14 40,0 6 2 (44,91) 6 2) 47 6 7.400 1000 22 R 7 20,6 6 2 (22,2 6 2) 23 6 3.600 1000 22 R 12 20,7 6 2 fläktfel 23 6 3.600 1000 24 R 13 4,9 6 2 (9,4 6 2) 42) 6 6502) 1000 32 R 8 3,4 6 4 (6,4 6 4) 9 6 1.400 1000 32 R 9 21,9 6 4 (21,8 6 4) 26 6 4.100 1000 42 R 10 23,2 6 2 kasseras 202) 8 3.2002) 1300 42 R 11 38,1 6 2 (31,5 6 2) 372) 6 5.8002) 1000 GRÄNIHUS bas 22536 kWh bas 21200 kWh bas 20800 kWh 14 G 18 30,9 6 2 45,l1* 6 2 47 6 9.700 1200 14 G 38 19,4 6 2 20,7 6 2 22 6 4.500 1200 22 G 33,37 11,3 6 4 9,4 6 4 14 6 2.900 1200 24 G 29 21,3 6 2 182) 6 3.7002) 1200 24 G 32 9,9 6 2 1,2 6 2 0 0 32 G 40,41 8,9^ 6 4 13,9 6 4 15 6 3.100 1200 42 G 27,28 23,O4^ 6 2 LDOCN 6 2 242) 7 5.0002) 1400 Specialhuset 22 S enligt särsk utredn 35 7 7.000 1400 Specialhuset 44 vinsten är obetydlig * OSÄKERHET se 4.7 och 4.8 ** TILLÄGG på grund av styrsystemets inverkan ( ) kring resultat (radhus 80-81) anger att resultatet är en BEDÖMNING 1) ny pumpenhet insatt Q 2) avdrag p g a hög gradient 1=5 indexehheter 3) lag förbrukning av varmv i ena huset 4) värme från sol ej i drift 5) oskärpa i värdena 144 Referenshus Försökshus Referenshus 1--------- T------------ ,-------------*t*--------- *t Index 150 Index 150 100- G35.36G18 G38 Referenshus Försökshus Referenshus Index -1-150 Index SYSTEM 22 ~77] G33 G37 G 35,36R 7 R12HUS R3,4 Referenshus Försökshus Referenshus Index 150 Index -100100- G29 G32 G35.36R 5 R13HUS R3,4 Referenshus Försökshus Referenshus Index 150 Index SYSTEM 32 100- G40 G41 G35.36R8 R9HUS R3,4 Försökshus Referenshus FIGUR 4.8.3 ÖVERSIKT ÖVER ENERGIVINSTER ENLIGT TABELL 4.8.3. JÄMFÖRELSE MED KCN- TRAKTERAD BERÄKNAD VINST, VARVID SÅVÄL UTGÅNGSVÄRDE SOM VINST ÄR ENLIGT FLÄKTS BERÄKNINGAR. BV = BERÄKNAD VINST (INDEX) MV = MÄTT VINST (INDEX) VARVID SÅVÄL REFERENSHUSENS SOM FÖRSCKSHUSENS VÄRDEN AR ENLIGT UTVÄRDERINGEN, 145 4.8.5 Beräkning av energiförbrukningen för ett referensgrändhus Med ledning av de registrerade utetemperaturerna för åren 1979-80 respektive 1980-81 har konstruerats var- aktighetsdiagram för förluster och för tillförsel. Egentligen kräver beräkningarna i sig inga nämnvärda kommentarer, eftersom principerna för dessa beräk­ ningar genomgåtts i början av detta kapitel. Transmissionsförluster Framräknade kA-värden för husen används. De är: Tv+Tt+Tf =87,8 W/°C Tg ersätts med 2,5 w/m2 under hela året. Ventilationsförluster För ventilationen gäller • 200 m3/h styrt frånluftflöde, • 5 m3/h därutöver antas vara läckluftflöde i enlig­ het med resultaten från beräkningarna av luftläck- ning. De ventilationstekniska mätningarna ger högre värden, men de är mycket osäkra samtidigt som de uppmätta värdena vid F-ventilation är osannolikt höga. Vattenomsättning VA-förluster är beräknade på medelanvändningen av vatten - exkl vatten till trädgården - = 175 m3/år. Detta ger , „ 4.260 kWh/ar. Att denna förlust tidigare rönt ringa uppmärksamhet har redan kommenterats. Förångning Avdunstningsvärme beräknas motsvara 4,3 kg vattpn/d, vilket enligt avsnitt 4.3 ger ca 250 W effekt eller 1.000 kWh/år. Detta är en alls ej oviktig post, som hittills knap­ past ägnats någon uppmärksamhet. Värdet är svagt un­ derbyggt (se nedan). Tillförsel - hushållsel, varmvattenvärmning Genomsnittet för grändhusen har varit ca 4.450 kWh för hushållsel, varav 250 kWh för frånluftsfläkten. Matningen till varmvattenberedaren har varit ca 3.600 kWh i de hus som haft traditionellt system. Denna siffra används i balansberäkningarna. I0-Q2 146 Solvärme Trots att många beräkningsmodeller finns och trots all den forskning som gjorts inom området är osäker­ heten stor på denna punkt. 1. Ualdli Glada, 10 ' koAliontavikäamntng 2. " " 20, \ 3. TyA.hu> dcutoA.pAogA.am {öa zneaglbalani 4. Llntaalieaad headlining - V bnitämi av ioltalangelm béaäknade m yta. V ' 4. motiv T*63,S motiv F*52,'■> h---- ^ tid, 1000-tal. tlmmaa FIGUR 4.8.4 GEOMETRIN FÖR SOLVÄRME I GRÄNDHUSEN För beräkning (uppskattning) av solinstrålning har två vägar använts. Den första och den som tillmäts störst vikt är utförd av Valdis Girdo (Inst f Byggnadsteknik, KTH - se även FIGUR 4.2.2). I denna beräkning visas att horisontal­ avskärmningen har stor betydelse och värdet 20° har efter bedömning hus för hus ansetts vara mest repre­ sentativt för Täby. Regressionsanalyserna gav 3.364 kWh för helår och 1.500 kWh för 5.000 h. Förhållandet mellan de olika beräkningarna är: helår 5000 h Regressionsanalys 3.364 1.500 Valdis Girdo (20° avskärmn) 3.790 1.600 Triangelber (motsv F*5 5 ) 2.939 1.570_ Il _ (il F*60 ) 3.152 1.868_ II_ ( II F*67 ) 3.387 1.912 (F = fönsteryta totalt, m2 karmyttermått) VG:s värden förutsätter då att den "nyttiga" solvär­ men begränsas av varaktighetsdiagrammets "behov". 147 Ca 3.500 kWh är därför det mest troliga värdet för husen 12 G. När balanser skall räknas med hjälp av varaktighetsdiagram, skall då motsvarande maximala (virtuella) fönstereffekt (se FIGUR 4.8.4) vara 6 7 W * F m2 ; där F avser karmyttermått. Resultaten av regressionsberäkningarna i 4.2 var som följer när det gäller temperaturberoendet: Räknemässigt värde Med 10 % luftläckn Indikationer 1: 2: (Indikationer = 3,72 kWh/d °C 3,88 3,76 3,65 regressionsanalys, se avsnitt 4.2) resultat TABELL 4.2.1, Eftersom lägre solinläckning kompenseras av minskad solinstrålning är det inte särdeles enkelt att avgöra var sanningen finns. De kalkyler som genomförts bl a av Fläkt kan emeller­ tid sammanställas med vad som redovisats. Bilden blir då som följer. Av Fläkt beräknad total instrålning Effekten enligt ovan med 67 W/m2 karmyttermått och med triangulär fördelning Utnyttjad energi enl regres- sionsmodellen för kall tid 7.013 kWh/år 5.869 -"- 3.364 -"- Utnyttjad energi enl Fläkts ber med husets värmekapac = 0 2.500 Det går knappast att komma längre än så. Sannolik nyttig solvärme (hela året) är ca 3.500 kWh. Därav är 2.500 kWh under "eldningssäsongens" ca 600 h och^ca 1.000 kWh under sommarhalvåret. Övrig solvärme måste vädras bort - eller ger övertemperatur. Personvärme De grundläggande beräkningarna för "manuella korrek­ tioner" bl a med avseende på personvärme gjordes i nov 1980. - Vid den slutliga kontrollen (febr -82) visar det sig att den specifika värmeeffekten tillta­ gits i överkant. Detta fel är rätt betydelselöst för slutresultatet, dock. Korrektionerna är ju differenser och det största fe­ let i kalkylerna rör sig om ca 200 kWh/år. Om man dessutom beaktar att personers närvaro och användning av vatten, vilket i sin tur belastar förlustkontot med avdunstningsvärme, är korrelerade bör överskatt­ ningen av personvärmen snarare ha varit till nytta än tvärtom. 148 Vid en absolutkalkyl som denna måste emellertid vär­ dena vara riktiga för att resultatet skall stämma. En mer omsorgsfull hypotes, byggd på de aktuella famil­ jernas i referenshusen sammansättning måste då göras, TABELL 4.8.4. TABELL 4.8.4 PERSONVÄRMEHYPOTES FÖR DE TVÅ REFERENS- GRÄNDHUSEN OCH DEN SYNTETISKA BERÄKNINGEN Antal När- W/pers kWh/d Summa pers varo Vardagar 1 90 90 1,94 1 70 90 1,51 2 55 100 2,64 2 (barn < 10 år) 70 80 2,68 2 (barn ca 5 år) 80 70 2,68 2 -"- 30 60 0,86 13,62 Lörd,sond 4 80 95 7,30 4 80 75 5,76 13,06 i * 13,62 + i * 7 7 13,06 = 13,46 kWh/d i två hus . Medeleffekt 280 W; Personvärme akt . tid = 1979-80 ber t = 2. 100 kWh, 1980-81 ber t = 2.130 kWh Beräkningsmodellen Den överslagsmässiga metod med varaktighetsdiagram av räta linjer som använts under projektets utvärdering syns kunna ge goda och pålitliga resultat. Om man väljer konstanter så att + och - tar ut varandra är metoden ytterligt enkel att använda. Enkelheten i konstruktionen ger också att felaktigheter lätt spå­ ras och kan rättas till. I FIGUR 4.8.5 redovisas denna metod jämte utskrift från en "fickdator". Resultatet är ca 250 kWh högre betald energi för referenshusen 12 G 35,36 än vad som räknats fram för normalår ur mätvärdena. Vi har Uppmätt och korrigerad 20.800 (+ 3 %) kWh Handberäknad normalårsförbrukn 20.800 " (se TABELL 4.8.5) "Fickdatormetoden (se FIGUR 4.8.5) 21.130 149 Ytterligare analyser har gjorts med ett beräknings­ program (hos TYRENS), som tar hänsyn till att varak­ tigheten och solvärmen bör representeras av krökta :r. Här anges solvärmen till 3.535 kWh. 1979-1980 1980-1981 NORKALAR 6H? 6H? 6H? 1.18 1.043 1.88 i t OK OK SVfiR: SVAR: SVfiR: UT IK UT IN UT IN D= 137 S= 3520 0= 137 3= 3459 0= 138 S= 3410 V= 10.231 P= 2086 V= 9753 P= 2884 V= 9392 P= 2881 T= 13637 H= 4458 T= 13834 H= 4459 T= 12579 H= 4458 (i= 4263 H= 3606 R= 4263 Vr 3630 fi= 4263 H= 3608 F= 250 U= 14863 F= 258 0= 13345 F= 250 U= 13888 6= 23519 fi= 28519 0= 27437 9= 27437 9= 26621 9= 26621 E= 22913 E= 21895 E= 21138 ÙV VENT1LRTIQN 2) förs) COP(j) ' 14 R 6 R 14 G 18 G 38 1,2 1,0 1,21 + 0,20 2,27 + 0,20 2,11 + 0,15 1,36 + 0,15 24 R 13 1,7 0,9 1,14 0,81 + 0,20 G 29 3) 1,7 1,34 1,12 + 0,15 G 32 1,2 1,4 1,01 0,93 + 0,15 1) FIX-systemets inverkan har inte beaktats. Energivinsten har tillskrivits "systemet" - här värmepumpen. 2) FIX-systemets energitillförsel har pålagts observerade värden; 3.500 kWh för radhus och 2.500 kWh för grändhus. 3) Godtagbara nätdata saknas. 179 b 5 4 3 2 î 0 kW TeoieXi&fc In/Utat C0P=1,58 kW T&ok o mätt bit tUZ^öhMt 7 50 dygn halvàxzt 800101-0630 FIGUR 5.2.5 JÄMFÖRELSE MELLAN TEORETISK OCH UPPMÄTT VARAKTIGHET AV TILLFÖRD EFFEKT - GRÄNDHUS NR 18 (YTJORDVÄRME SYSTEM 14). 5.2.4 Slutsatser om värmepumpar Ytjordvärmesystemen har fungerat relativt väl och tillsammans med G38 Klart bättre än övriga värmepump­ system. De båda värmepumparna i husen 13 och 32 har fungerat något bättre än vad TABELL 5.2.4 anger. • I hus 13 har kyldrift förekommit, vilket i någon mån påverkar COP. Den kan således ha varit något högre under värmepumpdrift än vad siffrorna anty­ der. • Den manuella bearbetningen (TAB 5.2.4) avser maj 79 - maj 80. COP för hus 32 är då < 1. För tiden jan - juni 80 har resultatet varit något bättre. Hus 38 har fungerat stabilt och har gett den måttliga värmefaktorn 1,3 à 1,4. Om hänsyn tas till den tröga­ re regleringen hos vattenburen värme kan COP ha varit betydligt högre, se FIGUR 5.2.6. För alla husen med system 14 aktualiseras frågan om den vattenburna värmens relativt direktei högre ener­ gibehov. I den svenska statistiken finns en klar skillnad. 180 V - V-EL, F, mW'^ FIGUR 5.2.6 KORRIGERAD FÖRBRUKNING QR 1979-80 MINUS HUSHÂLLSEL Qel FÖR FÖRSÖKSHUSET JÄMFÖRD med qk,ref och Qel,f med alternativa päslag i o % OCH 20 % FÖR EN HYPOTETISK SÄMRE REGLERING AV VAT­ TEN OCH LUFTBUREN VÄRME. Om man hypotetiskt antar att regleringen av direktei ger alternativt 10 % eller 20 % lägre energiförbruk­ ning för värme och varmvatten tillsammans erhålls följande förändringar av COP(j) för tiden maj 79 - maj 80. 1979-80 14(R14 G18 G38 ) 24(R13 G32 ) Ingen diff 1,8 1,7 1,3 0,9 0,9 10 % diff 2,1 1,9 1,5 1,0 1,0 20 % diff 1980-81 2,3 2,1 1,6 1,1 1,1 FTX inverkar med ca 0,3 Ingen diff 2,3 2,1 1,4 0,8 0,9 10 % diff 2,5 2,3 1,5 0,9 1,0 20 % diff 2,7 2,5 1,6 1,0 1,1 Naturligtvis kan inget sägas om sannolikheten för detta, men uppställning[en medger överväganden som lä- saren själv kan göra. I beräkningarna har förutsatts att FTX-systemet bi­ dragit med 3.000 kWh under tiden maj 79 - maj 80. Detta ger 0,3 enheter på COP(j). Det registrerade värdet - Q^L, F skulle alltså ge COP(j) = värdena i uppställningen ovan +0,3 om C0P(felaktigt) tillskrevs den nytta FTX-systemet gjort. Här kan inte avgöras om nyttan varit 3.000 kWh, eftersom samverkan mellan två system påverkar slutresultatet. Gränsdrag­ ningen är därför svår att göra. Sammanfattningsvis skymtar dock i och med dessa re­ sultat förklaringen till den långa rad av misslyc­ kanden speciellt med luft-luft-värmepumpar i Sverige under 70-talet. Det krävs hög kvalitet på installa­ tionen för att det tekniska driftresultatet skall bli godtagbart. Av sektorrapporten för mätåret 79-80 framgår att fle­ ra förbättringar är möjliga för värmepumparna i husen R14, G18 och G38. Samtliga dessa är numera genomförda i serieproduktionen. Utbytet av pumpar i husen R14 och G18 bekräftar att dessa förbättringar är betydel­ sefulla. Driftresultatet för år 80-81 är klart för­ bättrat. Med de förbättringar som alltså numera har införts i flertalet marknadsförda värmepumpar ger denna teknik en lovande framtid, även om det kanske kan bli be­ svärligt med lönsamheten i enskilda energisnåla hus. 5.2.5 Övrigt Jordtemperaturer har uppmätts dels i orörd mark, dels i mark utnyttjad av ytjordvärmepumparna. Resultaten visar att vid ca 70 cm djup försvinner tjälen maxi­ malt ca två veckor senare än i ostörd mark. Påverkan under lång tids drift har ej kunnat studeras. 5.3 Solvärmesystem 5.3.1 Metoder för utvärdering Solvärme genom höljet redovisas i avsnitt 4.4. Här behandlas enbart solvärme som tillförs de åtta husen i system 32 och 42 (se kap 2 och 4) via deras solvär­ mesystem. Metoderna som används är både "direkta" och indirek­ ta. Med direkt utvärdering menas mätning av instrål­ ning och energiflöden i själva systemet. Indirekt ut­ värdering är jämförelser mellan referenshus och för- sökshus. För system 42, som inte till alla delar kom i drift förrän sommaren 1980 (se BILAGA 5) görs endast en jämförelse med de försökshus som har ventilations- värmeväxling enbart (system 22) och solvärmt varm­ vatten (system 32). Direkta och indirekta utvärderingar jämförs och re­ sultatet av samma felanalys som den i kapitel 4 redo­ visade anges. 5.3.2 Mätningar Mätsystemet för den direkta utvärderingen framgår av kapitel 3. En fullständig rapport om solvärmesystemen 32 har ut­ arbetats vid Institutionen för Byggnadsteknik, KTH, av Per Isakson*. En motsvarande rapport om de större solvärmesystemen 42 kommer när ett mer komplett mät- material föreligger (samme förf). Mätningar på system 32 Energiflöden som uppmätts är (bl a) Q 01 Solinstrålning mot kollektor (1) Q 12 Solvärme från kollektor (1) till energi­ lager (2) Q 23 Värme från lager (2) till vv-beredare (3) E 03 El till beredare 3 Q 36 Värmeenergi från beredare till hushållet Q T3 Totalt till beredare förd energi = E 03 + Q 23 Av dessa mätvärden är närmast Q 23 jämförbara med den indirekta utvärderingens resultat (ref.hus minus försökshus). * Per Isakson, Solvarmvattensystem i drift - utvärde­ ring av experimenthus i Täby 5.3.3 Direkt utvärdering av solvärmesystem för varmvatten, 32 R 8, 9 samt 32 G 40, 41 Med de mätningar, som antytts i 5.3.1 som bakgrund, blir resultat och slutsatser som följer: Bland slutsatserna om systemen märks att • termostaternas inställningsvärden är instabila, • den höga tidsupplösning som använts har varit nöd­ vändig för att upptäcka temperaturtoppar från kol­ lektorer. Timmedelvärden duger t ex inte, • bidragande orsak till differenser mellan hus är styr- och reglersystemets felfunktioner. Mängden utnyttjad solvärme syns främst bero på om man utnyttjar mycket varmvatten på sommaren eller inte. TABELL 5.3.1 EXEMPEL PÂ SOLVÄRMEUTNYTTJNING I 183 SYSTEM 32 1979-06- min -1980-05 max 1980-06- min -1981-05 max kWh/m2,år Solinstrålning mot kollektor 934 985 979 983 Solvärme till lager 246 273 234 309 Utn t varmv 96 215 78 230 Totalt per hus kWh/år 770 1.772 628 1.840 Systemverk­ ningsgrad, % 10 23 8 23 150. 100. 50. 0. FIGUR 5.3.1 SOLVÄRME I HUS 32 R 8. 5.3.4 Indirekta utvärderingar, jämförelse referenshus - försökshus Metoden är att betrakta som det skyddsnät projektled­ ningen hängde upp för det fall att de direkta mät­ ningarna skulle misslyckas. Ett resultat som är en relativt liten skillnad mellan två stora tal måste alltid vara behäftat med osäkerheter relaterade till de stora talen. Någon förhoppning om att denna väg få noggranna värden fanns alltså inte. Nu syns emellertid energibalanserna åtminstone för grändhusen ha utretts så väl att endast liten osäker­ het finns i siffermaterialet. Storleksordningen av nyttiggjord solvärme kan alltså bedömas relativt väl, TABELL 5.3.2. Här ingår den del av solvärmen som kom­ mer via en värmd källare genom bjälklag etc, men inte den del av solvärmen som så att säga stannar i källa­ ren och minskar kondensrisken. I hus 9 är energivinsten som syns hela 3.600 kWh. Denna höga siffra torde bero på att en del av tank­ förlusten har nyttiggjorts i bostadsutrymmen därför att väggen och den täta nedre dörren till källartrap­ pan rivits bort. Detta är självfallet ett missgrepp. Husägaren syns ha varit helt omedveten om detta. I det rådande läget mellan säljare och köpare valdes att inte mer efter­ tryckligt påtala detta. Själva systemutvärderingen har i alla fall kunnat ske på nöjaktigt sätt, trots att detta för energi fördelningen tydligen väsentliga ingrepp har skett. Tankförlusterna kommer naturligtvis även övriga tre hus i gruppen tillgodo. Källaren värms och detta er­ sätter annan nödvändig värme för att hålla luftfuk­ tigheten nere. Detta är ett problem som ligger utanför den egentliga forskningsuppgiften, men det har betydelse för hus­ ägarna och för säljaren, som ju påtagit sig ett eko­ nomiskt ansvar gentemot köparna. TABELL 5.3.2 RESULTAT AV SOLVÄRMESYSTEM - SKILLNAD REFERENSHUS - FÖRSÖKSHUS (OSÄKERHET, NIVÅ P = 0,995) Är 79-80 År 80-81 Syst, hus Index Energi- Osäker- Index Energi- Osäker- vinst, kWh het, kWh vinst, kWh het, kWh 32 R 8 96,6 586 + 900 93,6* 1.048 + 1000 32 R 9 78,1 3.749 + 900 78,2* 3.548 + 1000 32 G 40 93,2 1.526 + 1200 86,8 2.798 + 1200 32 G 41 90,1 2.220 + 1200 85,4 3.104 + 1200 * avser index map reviderade (ej nätta) referenshusvärden ..................... .................. .. ■ ’ .......... ' V-O -...............................................................................................*F / V" V ~ . . 185 Jämförelse mellan direkt och indirekt utvärdering av system 32 (solvärmt varmvatten) Jämförelse mellan den direkta och de indirekta mät­ ningarna ger små differenser. Den stora skillnaden mellan hus 8 och 9 har som tidi­ gare nämnts en byggnadsteknisk förklaring. En fri luftförbindelse mellan källaren och huset ovanför finns. Av ackumulatortanken - eller på annat sätt - förvärmd luft strömmar upp från källaren, eftersom den täta nedre källardörren tagits bort, FIGUR 5.3.2. FIGUR 5.3.2 KÄLLAREN I HUS 9 MED VÄGGEN TILL TRAPP­ HUSET SAMT DEN TÄTA KÄLLARDÖRREN BORTTAGEN. DEN ÖVRE DÖRREN MELLAN TRAPPAN OCH BOSTADEN HAR EN MER ÄN CEN- TIMETERBRED SPRINGA MELLAN GOLV OCH DÖRR. . i 186 Det är inte sannolikt att hela energimängden 3.750 kWh kommit från solvärmen. Om man utgår från att vär­ det är korrekt (utan fel) skulle i så fall verknings­ graden instrålad sol/infångad sol varit 45 %, vilket är i mesta laget. En bättre hypotes är att luftför­ sörjningen till övervägande delen skett via källaren (huset har enbart frånluft). Denna "tilluft via käl­ laren" har året runt förvärmts av • tankförluster • energi genom källarbjälklag • energi från avloppsledningar. Transmissionsförluster genom källarbjälklaget påver­ kas av solvärmen. Luftläckning genom källaren kan också ha gett viss energivinst genom att tilluften till huset på detta sätt förvärmts. TABELL 5.3.3 JÄMFÖRELSE MELLAN DIREKT OCH INDIREKT UTVÄRDERADE DRIFTRESULTAT (ENERGIVINSTER) AV SYSTEM 32 (kWh/år) Syst, hus Indir. utvärd Är 79-80 Direkt utvärd Diff Är 80-81 Indir. Direkt utvärd utvärd Diff 32 R 8 586 770 -184 1.048 628 420 32 R 9 3.749 1.018 2.731 3.548 935 2.613 32 G 40 1.526 851 675 2.798 656 2.144* 32 G 41 2.220 1.722 498 3.104 1.840 1.264 * osäkrare än övriga värden - sannolikt felaktigt högt Differenserna i TABELL 5.3.3 är inte orimliga i några fall. Exempelvis kan mycket väl ca 500 kWh utgöra skillnad i värmeförlust genom bottenplatta resp käl­ larb jälklag i referenshus resp försökshus. Det är även möjligt att som i hus R 9 ett systematiskt ut­ nyttjande av källaren för förvärmning av husets till­ luft kan ge stora energivinster. Då kommer emellertid sannolikt betydande delar av energivinsten från andra källor än från solen. 187 5.3.5 Indirekt utvärdering av system 42 Resultaten är relativt osäkra. De båda radhusenheter­ na skiljer sig mer än vad som kan enkelt förklaras. Mätåret 79-80 var solvärmen till varmluftaggregaten inte inkopplad i grändhusen. Mätåret 80-81 är mätvär­ dena osäkra på grund av mätfel och saknade direkta mätaravläsningar i grändhusen. TABELL 5.3.4 RESULTAT AV SOLVÄRMESYSTEM - SKILLNAD REFERENSHUS - FÖRSÖKSHUS Syst, hus Index Är 79-80 Energi­ vinst, kWh Osäker­ het, kWh Index Är 80-81 Energi­ vinst, kWh Osäker­ het, kWh 42 R 10 42 R 11 76,7 61,9 3.980 + 6.520 + 900 900 104,1* 68,5** 5.100**+ 1000 42 G 27 42 G 28 77.4 76.4 5.100 + 5.300 + 1200 1200 75,5*** 69,8*** 5.100 + 6.400 + 1400 1400 * oförklarlig drastisk driftförsämring ** referenshusens värden kasserade, osäkra värden *** en extra osäkerhet i indata av + 600 kWh ger totalt + 1400, vilket borde korrpensera osäkerheten ifråga. Värdena för grändhusen är av logisk storleksordning. Gränsnyttan av solvärmesystemet utöver FTX-systemet är emellertid HÖGST 6.400 - 2.500 = 3.900, vilket knappast motiverar installationskostnaden. Dessutom erinras om att vinsterna bör räknas ner med 5 indexenheter på grund av ogynnsam temperaturgradi- ent i alla hus med luftburen värme. Detta skärper det negativa omdömet. 188 6 DISKUSSION OCH SLUTSATSER 6.1 Tekniska huvudresultat i jämförelse med målsättningen I avsnitten 1.3 - 1.5 redovisas i punkter de mål som formulerats för projektet. Det är naturligt att här anknyta till dessa punkter och söka redovisa vad som åstadkommits. • "Att utröna vad vi kan åstadkomma i energibespa- ringshänseende med nuvarande resurser (bygg- och industriföretag, kommuner, enskilda etc)." Vi kan idag bygga optimalt värmeisolerade hus, vi kan tekniskt åstadkomma erforderlig täthet, vi kan också klart precisera täthetens betydele för bygg­ naders tekniska funktion och ekonomi. Detta kun- skapssprång har initierats av projektet. Äran till­ kommer andra, men trots allt bör det betraktas som en spin-off-effekt av projektet. Vi kan också med förtröstan använda sådana värme­ pumpar som varit föremål för omfattande industri­ ellt utvecklingsarbete samt praktisk och teoretisk utvärdering. - "Laboratoriefärdiga" värmepumpar, som ännu inte utprovats i stor skala, duger inte förrän detta skett. Med korrekt avvägning pumpstor­ lek/ energibehov kan ekonomiskt godtagbara resultat åstadkommas även i nyproduktionen av energisnåla hus . "Styrsystem för behovsstyrt inneklimat är enkelt, driftsäkert och ger god avkastning på investerade medel." En exakt precisering av besparingspotentia­ len är dock näst intill omöjlig att göra. En stor potential finns dock. Mer än 10 % utöver vad som idag är vanligt kan uppnås. • "Att systematisera och fastställa energitillför­ selns och energiförlusternas nivå och fördelning enligt den nya byggnormen SBN:75, Suppl nr 1." Om en liten radhuslamell i medelsvenskt klimat be­ traktas, om fyra personer antas bo i detta hus och om hittills normal förbrukning av hushållsel, varm- och kallvatten har förekommit gäller följande: Energiförlusterna från huset består av tre i stort sett lika stora delar, nämligen transmissionsför- luster, ventilationsförluster och avlopps förluster. Ytterligare en mindre förlustpost finns (främst hushållsel sommartid), men denna lämnas tills vida­ re därhän. Något tillspetsat skulle man kunna uttrycka hit­ tillsvarande tekniska intresseinriktning på energi­ besparing som följer. Transmissionsförluster har ägnats huvuddelen av intresset när det gäller att åstadkomma energisnåla hus. Ventilationsförlusterna har ägnats betydligt mindre intresse. Endast en bråkdel av intresset har ägnats vattenflödet genom huset (VA-förlusterna) helt enkelt därför att man inte varit medveten om deras betydelse relativt sett. De indikationer som finns antyder att vattenflödet genom huset är en stor och viktig förlustpost. Denna nya tanke, som delvis belysts från en annan synvin­ kel av Erik Lundström*, borde kunna öppna nya möj­ ligheter - icke minst i befintlig bebyggelse, där veterligen vattenförbrukningen är hög. Enligt avsnitt 4.2 är energiförlusten sommartid be­ tydande, vilket också framgår indirekt av varaktig- hetsdiagrammen. Även mätresultaten styrker entydigt detta. Lättast förstår man kanske detta om man betraktar effektbalansen. Särskilt när det regnar är soltill­ skottet lagt, samtidigt som huset kyls evaporativt. Om lufttemperaturen ute är lägre än inne, uppstår både transmissions- och ventilationsförluster. Gol­ vet lär ha värmeförlust mot mark hela året. Att un- dertempererat renvatten^tas in har alltså med säker­ het viss betydelse för årsenergiförbrukningen - även sommartid. Ytterligare en post har försummats eller behandlats ofullständigt i energibalansberäkningarna. Det är avdunstningsvärme. Entalpin i frånluft är upp emot 30 % högre än vad man hittills normalt räknat med. Rutinmässigt räknas oftast flöde * p * Cp * gradtimtal = ventilationsenergi. För 170 m3/h, mellansvenskt klimat och 110.000 °Ch blir detta ca 6.200 kWh. I själva verket är energidifferensen tilluft - från­ luft under eldningssäsongen närmare 8.000 kWh på grund av den befuktning som skett i huset. Ca 1.000 kWh^av skillnaden tas från "betald energi" och bör alltså tas med i energibalansberäkningar. Resten kommer från människor, vars "latenta värmeavgivning" svarar för avdunstningsvärmet ifråga. * Erik Lundström, "Energy Consumption in Single- family Houses — Influence by the Occupants". Inst f Byggnadsekonomi och Organisation, KTH. Semina­ rium juni 1980. 190 Detta leder också tanken till möjligheten att hela året kyla och avfukta frånluften med en värmepump. De 170 m3/h som nämnts innehåller inte mindre än ca 12.700 kWh, om man året runt kyler till +1°. Detta är en präk­ tig värmekälla. Att räkna energibalanser är inget nytt och kan fö­ refalla trivialt. Med de varaktighetsdiagram för förluster och för tillförsel, som använts vid ut­ värderingen av Täby-projektet, syns emellertid yt­ terligare ett steg mot ökad kunskap ha tagits. • "Att se om "ytterligare system" kan ge påtagliga (och positiva) resultat vad beträffar energiför­ brukning och miljöeffekter." Täby-projektets entydiga erfarenhet är den att vär­ meanläggningar med flera samverkande delsystem i enskilda hus bör undvikas. De är ofta dyra, kompli­ cerade och svårskötta. Vissa värmepumpar har gett goda resultat - även om ofullgångna varianter vållat stora problem. Solvärmesystemen har däremot knappast hållit vad de lovat. Tekniken var åtminstone när Täby-husen byggdes ännu alltför primitiv. För små system och enskilda hus får kanske tilläggas "om ens någonsin". • "Att om möjligt extrapolera från friliggande hus och radhus till större bostadshus." De enkla modeller för energibalans som konstruerats och de kunskaper vi fått om ventilation och täthet samt om vattenförbrukningens och avloppets betydel­ se kan utan vidare översättas till större bostads­ hus. I själva verket torde goda möjligheter finnas att med enkla medel göra just de större husen ex­ tremt energisnåla. • "Att jämföra kostnader och energibesparing för olika energibesparande system." Genom uppläggningen har jämförelser av energiåtgång kunnat göras och det med stor skärpa. Därmed kan också vederhäftiga kostnadsjämförelser göras. • "Att ge erfarenheter av avancerad installationstek­ nik och dess påverkan på byggprocessen." Helt klart framgår av erfarenheterna att en långt mer detaljerad projektering krävs. - Ju mer kompli­ cerad anläggning, desto noggrannare förarbete måste bekostas. Ett bra exempel är de ljudproblem, som säkert inte fått den dignitet som nu blev fallet om t ex värmepumpar i enlighet med projektledningens och installatörernas samstämmiga önskemål kunde ha förlagts utanför bostadsutrymmet. • "Att ge beslutsfattare på olika nivåer vetenskap­ ligt verifierat underlag för olika dispositioner i energisammanhang när det gäller byggnader." Dessa punkter har i vissa avseenden besvarats ovan. En viktig detalj helt utanför kostnad - nytta när det gäller energibesparing är komfort och klimat­ hygien. I Täby-projektet har här otvetydiga praktiska erfa­ renheter vunnits. En sådan är de övertemperaturer som ofta uppstår inomhus vid varmt väder och starkt solinfall. Detta är en allvarlig begränsande faktor när det gäller att göra energisnåla hus i framti­ den. Det bör starkt övervägas huruvida inte tyngre byggmaterial bör återinföras även när det gäller småhus. Ljudproblemen har i Täby-projektet bedömts vara den viktigaste enskilda begränsande faktorn för utnytt­ jande av värmepumpar. Med tunga byggnader kan ljud­ problem lättare klaras. Även med nya och förbättra­ de värmepumpskonstruktioner kan befrielse från ljud­ problem i dagens läge knappast garanteras enbart genom apparattekniska förbättringar. Det verkar idag inte osannolikt att vissa värmepum­ par i projektet, vilka trots allt efter hand fåtts fungera väl i energisparhänseende ändå måste bytas ut mot traditionella elradiatorsystem just på grund av svårigheterna med ljud. 6•2 Översikt av de tekniska systemens teoretiska ekonomi med hänsyn till praktiskt uppnåelig funktion Med de betraktelsesätt, som presenterats i kapitel 4, kan de flesta energisparsystem granskas och bedömas. För att förbättra överskadligheten redovisas huvud­ sakligen de friliggande husen och deras resultat i de resonemang som följer. Att de är tillämpliga även på radhusen är underförstått och kräver knappast ytter­ ligare kommentarer. Redovisning av ekonomi Många mer eller mindre sofistikerade metoder att re­ dovisa ekonomi finns. Författaren har i samarbete med kollegerna Arne Lindh, Tyréns, och Pehr Lundquist, Skandinaviska Elverk, redovisat sådana system som här berörs med hänsyn till inflation, energiprisstegring­ ar, drift och underhåll i artikelform*. Här skall inte vare sig privatekonomiska eller riksekonomiska detaljstudier av systemen göras. En enkel jämförelse * VVS nr 10, 1980 192 av den relativa investeringskostnaden räcker för att belysa de stora differenser det här är fråga om. Den intresserade kan sedan lätt göra upp egna bedömningar av totalekonomin med hjälp av de manga källor som finns att tillgå. Den enkla jämförelsen görs här i kr/kWh/år, varvid inledningsvis endast investeringen berörs. I en sam­ manfattande tabell visas kompletterande synsätt på ekonomin. Ventilationsvärmeväxling enbart Här föreligger knappast några kontroversiella prob­ lem. Om väl förskjutningen av varaktighetsdiagrammets övre begränsningslinje i förlustdiagrammet (UT)^är korrekt genomförd, är vinsten i betald energi på tillförselsidan odiskutabel. Energivinsten bestäms av flödena, värmeväxlarens verkningsgrad och luftläck- ningens storlek. Luftläckningen i sin tur bestäms av husets otäthet i samspel med de genomsnittliga driv­ krafterna vind och termik. 0 1 2 3 4 5 6 7 S i,Ib tid, 1000-tal h vhn>t av FTX- mlnbkat vömubuhov tld, 1000-tal h FIGUR 6.2.1 BESPARING AV ENBART VENTILATIONSVÄRME­ VÄXLING . 1 93 Ventilationsvärraeväxling förutsätter särskild tätning av huset utöver vad som krävs i Svensk Byggnorm och utöver vad som är allmän praxis idag. Om så inte sker blir besparingen mindre än vad som visas i diagram­ met. Kostnaden för denna tätning är av storleksord­ ningen 2.000 kr. Ett värmeväxlarsystem kostade (1980) ca 8.500 kr (merkostnad utöver F- ventilation). Den sammanlagda kostnaden för detta system är alltså i storleksordningen 10.000 à 11.000 kronor i 1980 års penningvärde och besparingen enligt beräkningar och enligt mätningar 3.000 +/- 1.000 kWh. I det praktiska måttet investerat antal kronor per årligen inbesparad kWh ligger alltså detta system ungefär vid 3-5 kr/kWh/år. Solvärme Det har visat sig vara en rätt praktisk metod att skissa ett slags omvänd varaktighet av nyttiggjord solinstrålning i tillförseldiagrammet och ur detta bedöma solvärmens inverkan. - Den omvända varaktighe­ ten får ses som ett frekvensdiagram. - Det är till- lämpligt generellt, dvs som ett genomsnitt av flera år, vilket gör att det alltså duger bra som "estimât". För ett enskilt år är diagrammet inte tillämpligt. I ett litet solvärmesystem för enbart förbruknings- varmvatten, FIGUR 6.2.3, är detta inte fullt så över­ skådligt som när det gäller de större systemen, FIGUR 6.2.2. Dock kan man konstatera att man på relativt en­ kelt sätt får fram en storleksordning av nyttig sol­ värme som är någorlunda riktig. Kostnaden för detta system är i 1980 års prisläge av storleksordningen 16.000 kr och med den dimensione­ ring som här valts borde man kunna påräkna en energi­ vinst av ca 2.000 kWh/år. Att detta i praktiken icke uppnåtts syns bero bl a på ofullkomligheter i ackumu­ latortankens värmeisolering samt att systemen inte utnyttjats särskilt mycket under sommaren. Sannolikt spelar en systematisk övervärdering av varmvattenbe­ hovet också in. En mindre ackumulatortank syns vara ekonomiskt mer fördelaktig. Såväl vinst som kostnad sjunker alltså, men någon väsentlig förskjutning kostnad/vinst kommer knappast ifråga. Från ekonomisk synpunkt syns alltså systemet ligga vid storleksord­ ningen 8 kr/kWh/år. Ett större solvärmesystem syns kunna förse varmvat­ tensystemet med något mer energi än vad det mindre systemet kunde. Dessutom levereras värme till upp­ värmningen, vilket representeras av den övre, mörkt skrafferade ytan i FIGUR 6.2.3. 13-Q2 1 94 0 1 3 5 6 7 S U tid, 1000-tal h Figuren har konstruerats schablonmässigt så att pmax * 8760h /2 och verkningsgraden 0,25 ger "idealiserat" resultat. tid, 1000-tal k FIGUR 6.2.2 "LITET" SOLVÄRMESYSTEM - ENBART VARMVATTEN (OVAN) FIGUR 6.2.3 "STORT" SOLVÄRMESYSTEM (NEDAN) Även i denna figur avser Pmax den instrålning som med verkn.graden 0,25 ger ungefär den energi­ vinst man kunde ha förväntat. tid, 1000-tal h vl&A del av tn- itsiålad e.neAgl mot iol^ångoxe utnyttjad/’ _L Även i detta fall har enkla ytberäkningar gett med Fläkts databeräkningar väl överensstämmande propor­ tioner. Hela nyttan av solvärmesystemet kan uppskat­ tas till drygt 4.000 kWh och kostnaden för solvärme­ systemet enbart torde ligga kring 40.000 kronor. In­ vesteringens relativa kostnad blir alltså ca 10 kr/kWh/år. Räknar man den totala nyttan av systemet som det är utfört, dvs med både solvärme och värmeväxling jämte styrning av temperatur och luftflöden, vinns (teore­ tiskt, OBSI) ca 7.500 kWh till ett pris av drygt 60.000 kronor. Den totala investeringskostnaden lig­ ger alltså, om hänsyn tas till vissa osäkerheter, vid ca 8 kr/kWh/år. För de "stora" solvärmesystemen är resonemanget högst preliminärt och hypotetiskt, eftersom utvärdering ännu inte kunnat ske. Styrsystem för behovsstyrt inneklimat Detta system är enkelt, billigt och driftsäkert. Det är i fullt utbyggt skick närmast lämpat för elradia­ torer, men kan också i olika varianter tillämpas för andra värmesystem. Utvärderingen är på denna punkt osäker. Vad man kan konstatera är emellertid att oli­ ka åtgärder för styrning av energibehovet inom ramen för en kostnad av ca 2.000 kr har KAPACITETEN att på­ verka energibehovet med ca 10 %. Då avses sådana åt­ gärder som att kraftigt sätta ner temperaturen under bortvaro från huset och därvid också sänka ventila­ tionsflödet. Det kan knappast vara besvärligt att sänka ventilationen ner till 0,1 à 0,2 luftomsätt­ ningar under sådana perioder. Radon och hälsovådliga gaser vädras ut mycket snabbt när ventilationen körs igång. Med den utformning som systemet fått i Täby kan emel­ lertid siffran 4 % bedömas vara det normala resulta­ tet. Därtill kommer inverkan av fönsterbrytare med samma storleksordning. I system med vattenradiatorer och luftvärme har besparingen sannolikt varit lägre på grund av att dessa system inte regleras på fullt lika enkelt sätt. Särskilt gäller detta värmepumphus, där ju "hälften av energin bör levereras gratis". Även hus med FTX har ju redan återvinning av en väsentlig ener­ gipost som reducerar nyttan av styrning. Därtill kom­ mer att temperaturstyrning är svårare än vid direkt­ elvärme. Om man skall räkna nyttan för system av detta slag, bör man kanske dock i väsentlig grad ta hänsyn till systemets potential och därvid är de uppskattningar som redovisas i avsnitt 4.5 grunden för följande be­ dömning av investering/energibesparing. 196 A : v mtilatio ni {, öxHui - tax mtmkax B:txanimtå-&ton mtvUs- fc kax S S,?6 A+B:växmaba.kov mtni- L kax 5 6 FIGUR 6.2.4 INVERKAN AV KLIMATSTYRNING • enbart temp och flödesstyrning (• vid värmepump och/eller FTX • även helgsänkning • vid värmepump och/eller TF • maximal utnyttjning 2.5 kr/kWh/år 5 1.5 3 -"- 0,7 -"- Den bästa "biten" av styrning är radikalt sänkta ven­ tilationsflöden, när man inte vistas i huset. - Natt­ sänkning av ventilationsflödet är egentligen olo­ giskt; en omdirigering av luften både vid F- och FTX- ventilation skulle däremot kunna vara tekniskt, eko­ nomiskt och hygieniskt klart försvarbart. På natten kan särskild sovrumsventilation slås på. Äterluft, som gör att luften används mer rationellt, vore också po­ sitivt. Hittillsvarande erfarenheter visar att radon och hälsovådliga gaser snabbt vädras bort då ventila­ tionen startas. I uppställningen är varken kostnad för eller vinst av fönsterbrytare (utomhusgivare gör unge­ fär samma nytta) medtagna. Vä rme pumpar I Täby förekommer två principiellt olika slag av vär­ mepumpar. Den ena, ytjordvärmen, har som värmekälla ett medium med tämligen konstant temperatur under det att isbildning pågår. Det andra systemet utnyttjar 1 97 uteluften, och ger vid utetemperaturer under -15° inget bidrag till energiförsörjningen. Det kan knappast vara en tillfällighet att de båda FIGURERNA 6.2.5 och 6.2.6 vid en ytberäkning ger så pass olika resultat som index 65 för ytjord och 77 för luft som värmekälla (index = 100 motsvarar refhus be­ tald energi: värme + varmv + hush.el). Mätningarna från husen 14 och 18 (ytjordvärme) samt 38 (luftvärme­ pump) bekräftar dessa siffrors riktighet. Det ekonomiska utfallet i Täby uttryckt som investe­ ring contra besparing är för de båda värmepumparnas del av storleksordningen ca 6 kr/kWh/år resp ca 8 kr/kWh/år för ytjordvärme respektive värmepumpar med uteluft som värmekälla. Siffrorna avser ENDAST nyproducerade energisnåla småhus. Här aktualiseras behovet av en mer nyanserad bild av de ekonomiska jämförelserna. Service och underhåll drabbar värmepumpar med ett kapitaliserat belopp som kan vara av samma storleksordning som den ursprung­ liga investeringen, särskilt om utbyte och ombyggnad av väsentliga delar tas med i jämförelsen (jfr VVS 10 1980). Sådant är rimligtvis betydligt billigare för styrsystem och även för FTX-system. En reservation må dock göras för säkerheten i denna bedömning. Ännu är erfarenheterna av långsiktiga kostnader för drift och underhåll otillräckliga för en säker bedömning. 198 S S,76 7 b 5 4 3 2 1 0 0 7 2 3 4 5 6 7 & 3,7b tld, 1000-tal h Tlllfå-uel vâ/umpump Jieduc&iaM. tlH(iô->ueZbe.koveJ: - äv&n vld bt/iâng kyla FIGUR 6.2.5 PRINCIP FÖR YTJORDVÄRMEPUMP , A/Tim'ôtuel 0 1 2 3 4 5 6 7 i 3,7 b tld, 1000-tal h FIGUR 6.2.6 PRINCIP FÖR LUFT-LUFTVÄRMEPUMP 199 Kombinerade system_-_radhus ,__system_24 FIGUR 6.2.7 har konstruerats på följande sätt: Transmissionsförlusterna för ett radhus har uppri­ tats. Ventilationsvärmeväxling har därefter reducerat ventilationsförlusten enligt UT—diagrammet, varvid vinsten redovisats på iN-diagrammet. Därefter har en luft-luft-värmepump lagts in på resterande värme och på varmvattnet. Den totala kostnaden uttryckt i kronor per årlig in­ besparad energi är för systemet som helhet ca 7 à 8 kr/kWh/år. Om man antar att värmeväxling av ventilationsluften först införs, får man där en kostnad av storleksord­ ningen 4 à 5 kr/kWh/år. Gränsnyttan av värmepumpen blir då relativt låg, med alltför hög kostnad för en tillkommande värmepump. Om man börjar med värmepumpen blir på samma sätt kostna­ den för FTX-systemets gränsnytta alldeles för låg för att motivera investeringen. Ytterligare komplikationer finns naturligtvis om även hänsyn tas till det styrsystem som använts i Täby- projektet och som just i detta speciella fall dock kanske inte sparat nämnvärda energimängder. I varje fall skulle, om man började med att införa ett styr­ system och därefter övriga system, gränsnyttan ytter­ ligare sjunka och kostnaden per årligen besparad energi stiga. tid, 1000-tal. h tid, 1000-tal k FIGUR 6.2.7 GRÄNDHUS MED SYSTEM 24, VÄRMEPUMP LUFT-LUFT, VENTILATIONSVÄRMEVÄXLARE OCH KLIMATSYSTEM Vattenbesparing X linje med tidigare resonemang om vattengenomflödets betydelse för husets energiförbrukning kan alltså hävdas att ett minskat vattengenomflöde påtagligt minskar även energiförbrukningen. Analogin med venti­ lation är i detta fall högst påtaglig och, som även tidigare påpekats; varmvattenberedningens roll i sam­ manhanget får inte överbetonas. Det kan vara motiverat att utöka analogin med venti­ lation just när det gäller varmvattenberedning. Att vissa delar av vattenflödet genom huset uppvärms är på sätt och vis analogt med vad som sker i ett hus med varmluftuppvärmning. Den enda skillnaden är att man oftast vid varmluftuppvärmning har en återluft- föring, vilket inte av hygieniska skäl finns några paralleller till när det gäller vatten. I varaktighetsdiagrammen, FIGUR 6.2.8, kan en vatten­ besparing redovisas som ett minskat fält för avlopps- fötiuster i förlustdiagrammet. Det är alls icke nöd­ vändigt att i tillförseldiagrammet minska varmvatten­ förbrukningen, även om en sådan minskning förefaller sannolik. Inverkan kommer av uppenbara skäl att komma till synes pa värmekontot (radiatorenergi). 200 fiöAlu&teA av vat- tznomiättnlng mim- kaA värmebehovet mtni- kax - AannolÅkt ( ! ) \ även vcuimvatten- värwmtngen FIGUR 6.2.8 PRINCIPIELL INVERKAN AV VATTENBESPA­ RING. OBSERVERA ATT VARMVATTENBEREDNINGEN INTE NÖD­ VÄNDIGTVIS BERÖRS. 201 Minskad vattenförbrukning åstadkommes emellertid inte utan vidare. Den får naturligtvis inte påverka hygienen. Snålspolande armaturer, pedalstyrda arma­ turer, korta och tunna ledningar från varmvattenbere­ daren kan medverka till en låg vattenförbrukning. All den onödiga spolning som sker före och efter man tar det vatten man behöver kan vara en tillräcklig post att ta omhand för att åstadkomma en väsentlig vatten­ besparing . Analogin med ventilation kan drivas ännu längre. Av­ loppsvatten värmeväxling och ventilationsvärmeväxling är analoga. En enkel mantelformad värmeväxlare som tar upp en del av avloppsvärmen till kallvatten inne­ bär i varje fall inga nackdelar för spolvatten till toaletter och diskvatten. Inte heller till tvätt finns någon anledning att använda speciellt kallt vatten. De enda fall där man har önskemål om särskilt låg temperatur på vatten är till dricksvatten och för kalldusch. Dricksvatten kan emellertid ordnas t ex med en tunn direktledning från servisen. Liknande ar­ rangemang förekommer på en del håll. Man har alltså TRE kranar vid diskbänken. Skälet är oftast att det ordinarie vattnet är olämpligt som dricksvatten. Sam­ ma lösning kan man naturligtvis tillgripa för den som är speciellt angelägen om en iskall dusch. Annars finns inget speciellt skäl som talar emot att kallvattnet i husets hela ledningssystem skulle kunna vara rumstempererat redan efter en värmeväxling med avloppsvattnet. Här skulle väsentliga energimängder kunna sparas, uppskattningsvis 2.000 - 5.000 kWh/hushåll, varvid den högre siffran syns kunna vara möjlig i flerbostadshus, där vattenslöseriet är uppenbart. I en flerbostadslägenhet skulle man alltså kunna åstadkomma något i stil med följande räkneexempel: 3 pers förbrukar 230 m3 avloppstemp sänks 8° till 20 à 22 kallvattentemp höjs 8° till 15 à 17 - detta ger energivinsten 2.100 kWh (300 à 400 kr) vattenförbrukningen sänks minst 20 % (till småhusens nivå) till 185 m3 - detta ger energivinsten 680 kWh (100 à 150 kr) jämte en vattenvinst på 150 å 250 kr I 1,9 M bostäder blir detta betydande belopp. Antalet boende är inte fullt 3 pers/läg, varför beloppen bör justeras ner en aning men följande totalbesparing syns ligga inom möjligheternas gränser: • I energi räknat 4,5 +/- 1 TWh/år • I pengar (1981 års) 1.000 +/- 200 milj kr/år 202 En vattenbesparing av den storleksordning som nämnts kan åstadkommas med mycket enkla medel. Vattenbespa­ ring ENBART torde kunna klaras - i flerbostadshus - med mätare och debitering. Om mätaren inkl installa­ tion kostar 1.000 kr och vattenvinsten omräknas till energi (bara för att få ett enkelt jämförelsetal) blir det 1.000 kr/2,6 x 680 kWh = 0,6 kr/kWh/år. Värmeväxling kostar olika beroende på hur stort huset är, men 2.000 x 20 verkar vara rimligt för ett hus med 20 familjer. Då blir kostnaden mindre än 1 kr/kWh/år. Sammanställning av relativa kostnader för energibesparing Jämförelserna ovan kan naturligtvis nyanseras en aning samtidigt som en sammanställning underlättar överblicken, TABELL 6.2.1. TABELL 6.2.1 GROV ÖVERSIKT ÖVER DEN RELATIVA EKO­ NOMIN FÖR OLIKA ENERGIBESPARANDE SYSTEM Investering kr/kWh/år Ventilationsvärmeväxl (FTX) 3-5 Solvärme, system 32 8 " " 42 inkl FTX 8 Styrsystem för inneklimat, bästa variant <1 -"- enl normalutförande (Täby) 2,5 -"- kombinerat med FTX och/el värmepump 5 Värmepump ytjord, energisnåla hus 6 " luft, -"- 8 ( " ideal belastn) 3 Kombination värmepump, FTX i energisn hus 10 Vattenbesp särskilt i flerbost.hus <1 6.3 Resultatens pålitlighet Allmänna omdömen dels om kunskapsläge, dels om instal lationssystems och energibesparande systems effektivi tet och ekonomi har ovan redovisats. Omdömena har na­ turligtvis avgetts med vederbörlig hänsyn till att kontinuerlig utveckling av såväl system som kunskaper pågår. De resultat av driftmätningar som redovisas har i stort endast sådana osäkerheter som mätnoggrannheten medför. Den väsentliga osäkerheten härvidlag är inne- temperaturens representativitet. Det av praktiskt skäl valda höga läget av mätgivarna (överkant dörr­ karm) medför att redovisade temperaturer är något för höga. Om man jämför med andra projekt av någorlunda likar­ tad karaktär syns emellertid utvärderingsresultatet från Täby-projektet i påfallande hög grad överens­ stämma med framlagda teorier. Eftersom författaren varit projektledare även för Villa 80-projektet i Umeå under själva uppläggningsskedet och därför också delvis ansvarat för detta projekts uppläggning kan det kanske vara ursäktligt om vissa paralleller redo­ visas. I detta projekt, där syftet och uppläggningen hade en annan inriktning än i Täby-projektet, är det endast undantagsvis som i förhand beräknade driftre­ sultat överensstämt med de slutligt uppmätta. Korrektionsberäkningar med hänsyn till innetenpera- tur, vattengenomflöde samt otäthet och ventilation för Täby-projektet har däremot gett mycket god över­ ensstämmelse mellan flertalet huspar. Dessutom har överensstämmelsen mellan teoretisk beräkningsmodell och uppmätt värde varit god. Andra indicier för pålitligheten finns också. I de regressionsmodeller som här kunnat redovisas är för- klaringsgraden oftast över 0,95, vilket talar för mycket starka samband. I de fall modellerna inte ger fullt konsistenta resultat har oftast sådana uppen­ bara förklaringar som exempelvis att icke linjära termer förekommer kunnat hävdas. I många s k intensivmätningar har man kunnat ta pul­ sen på delsystem i husen. Det finns ingen anledning att betvivla riktigheten av intensivmätningarnas re­ sultat, men däremot är deras representativitet själv­ fallet inte sådan att man från dem kan dra generella slutsatser om systemens funktion. Här har emellertid genomgående kompletterats såväl med totalenergimät- ningar av själva försöksobjekten (både manuella och automatiska avläsningar) som jämförelser med refe­ renshusen. På detta sätt har mycket säkra slutsatser beträffande de stora dragen av driftresultaten kunnat säkerställas. Ett exempel är ventilationsvärmeväxlaren. Här har följande analyser gjorts. 204 « Gasanalysmätningar av luftomsättningen vid olika väderförhållanden för referenshus och för försöks- hus . • Strypflänsmätningar av själva ventilationssystemets flöden. • Temperaturverkningsgrader hos ventilationsvärmeväx- lare. • Teoretiska totalberäkningar av läckluftflöden base­ rade på mätningar och på meteorologiska data. • Regressionsanalyser av automatiskt registrerade energibelopp för referenshus och försökshus. • Manuella avläsningar samt korrektionsberäkningar för referenshus och försökshus. Här är bilden helt klar och entydig. Trots relativt sett mycket täta hus har luftläckningen avgörande be­ tydelse för systemet som helhet. I de flesta fall har full klarhet om systemens pre­ standa kunnat nås. I några fall, exempelvis hus 32R9, har de överraskande goda driftresultaten kunnat till­ skrivas en av misstag öppnad förbindelse till källa­ ren. Här är våra slutsatser troligen riktiga, men ej helt ovedersägliga. I ytterligare ett fåtal fall, t ex referensradhusen 12R3,4 samt hus 32R19 år 1980-81, har ingen rimlig förklaring till de från mönstret avvikan­ de driftresultaten kunnat uppletas. Ett antal hus kunde trots stora ansträngningar inte fås att fungera tillfredsställande under loppet av de två första mätåren. Förhandlingar pågår när detta skrivs (maj 1982), varför mer än så ej kan sägas. 6.4 Sammanfattning av vetenskapliga och praktiska resultat från Täby- projektet - resultatens generalitet Den ursprungliga målsättningen att göra en positions­ bestämning av vårt kunskapsläge syns i allt väsent­ ligt vara uppfylld. Dessutom har viktiga kunskaps- tillskott på delområden kunnat noteras. Alltså: • Det syns vara åtskilligt svårare än man hittills trott att utan målmedveten produktutveckling av sys­ tem och hus åstadkomma radikala energibesparingar i nybyggda, från början energisnåla småhus. • Kunnandet är långt ifrån tillräckligt när det gäl­ ler vissa installationssystem. Bristen på kunskap hänför sig främst till systemens driftsäkerhet och deras samverkan med huset. 205 • Täby-projektet har initierat och bidragit till vik­ tiga insatser på ventilationsområdet när det gäller samverkan av ventilationssystem och hus. • Täby-projektet har fångat upp tankar kring vatten- genomflödet genom huset och genom indiciebevisning kunnat styrka att energiförluster orsakade av vat- tengenomflödet genom huset är betydligt större än vad man tidigare föreställt sig. • I arbetet med Täby-projektet har en enkel metod att redovisa förluster och tillförsel med hjälp av var- aktighetsdiagram utarbetats och systematiserats. Det största värdet av ett stort forskningsprojekt brukar vara den ökade kunskap som projektet kan tän­ kas ha medfört. Det är alltid svårt att precisera denna ökade kunskap och dess omfattning. Man kan hel­ ler inte med fog hävda att samma kunskap inte kunde ha inhämtats på annat håll. Sannolikt är emellertid att Täby-projektet medfört en tidigareläggning av kunskap exempelvis på områdena ventilation och täthet samt mer allmänt om energibalans för hus, dess pro­ portioner och karaktär. Det har här hävdats att man endast med stora svårig­ heter får flera energibesparande system att bli sam­ hällsekonomiskt lönsamma. I detta fall kan resultaten från Täby-projektet ha stor ekonomisk betydelse ur den synvinkeln att de kan tjäna som referensobjekt i alla diskussioner om lämplig inriktning av forsk­ nings- och utvecklingsinsatser beträffande energi- sparteknik. Marknaden på detta område, har det häv­ dats, är en tummelplats för allsköns tvivelaktig ge­ schäft och det kan vara av stort värde att med kalla siffror kunna vederlägga alltför ovederhäftig reklam beträffande marknadsförda energibesparande system. Spin off-effekter av särskilt arbetena på ventila­ tionsområdet finns också att peka på. En i och för sig inte ny produkt - frånluftvärmepumpen - har satts i produktion. Ett avgörande skäl till detta var Täby- projektets resonemang om lägre läckluftflöden vid F- ventilation än vid FT-ventilation. Den syns vara en idag mycket konkurrenskraftig installationskomponent för energibesparing i nybyggda småhus. Ytterligare ett område bör alltså vara betjänt av er­ farenheterna från Täby-projektet. Det är den seriösa produktutveckling (exempelvis med frånluftvärmepumpar) som redan påbörjats eller som eventuellt också initie­ ras av våra resultat. Eventuellt kan redan framlagda resultat, vilket ju också tidigare påpekats, vara direkt användbara i befintlig bebyggelse. I så fall kommer detta högt upp på prioriteringslistan. Även som bas för kommande experimentbyggnadsverksam­ het kan Täby-projektet förväntas ha viss betydelse. Naturligtvis kan omdömen om resultatens generalitet inte vara kategoriska. Alla resultat ligger på en glidande skala från "för Täby-projektet specifika" till “generellt giltiga" Jämförelse med superisolering Många har lekt med tanken* - och även gjort praktiska försök** med extremt välisolerade hus. Tanken är främst att nå den tröskel där man inte längre behöver ett värmesystem av vanligt slag. Ett grändhus i Täby- projektet med 30 cm isolering i väggar och 40 à 50 cm i tak samt specialfönster (k = 1,2) skulle kunna kom­ ma till en årsenergibalans i MWh ungefär som följer: Förluster (UT) Tillförsel (IN) Div (sommar el) 0,5 Sol 1,5 Vent (FTX) 3 Personer 1,5 Transmission 6 Hushållsel 4, 5 Avdunstn (återv) 0,5 Varmvattenber 2 VA-förluster 2 Värme 2,5 Summa 12 Summa 12 varav bet 9 Ett så litet behov av värmetillförsel som 3.000 kWh kan förmodligen klaras på enklare sätt än med ett traditionellt värmesystem. Mats Wolgast har en liten vedkamin och några små 300 W stickproppsanslutna elradiatorer. Vill man klara sig med enkla medel så visst kan man. Några av Täby-projektets radhus har så lågt totalt värmebehov som i exemplet ovan. Ett närmare studium av dem med denna speciella inriktning kanske vore av intresse (se exempelvis avläst, okorrigerat värde hus R 12 mätåret 1979-80). Kombinerade systems prestanda De kanske minst generella resultaten rör vissa kombi- nationssystems prestanda. Exempelvis kan energispar- resultaten från system 24 (FTX, styrsystem, värme­ pump) anses vara specifika Täby-företeelser, eftersom likadana system kanske inte kommer att byggas och ef­ tersom systemets delar redan idag undergått en tek­ nisk utveckling. I ett annat avseende kan resultatet av just system 24 dock anses ha stor generalitet, nämligen som exem­ pel på hur stora svårigheter man riskerar att möta när flera system kombineras - i all synnerhet om en grundlig produktutveckling inte hunnit genomföras. Nils-Eric Lindskoug* och Mats Wolgast** "Bygga & Bo på 80-talet", Ingenjörsförlaget, Stockholm 1977. Värmepumpars utnyttjning En låg grad av generalitet har kanske också resulta­ ten från t ex system 14 (styrsystem, värmepump, vat­ tenradiatorer) trots den i flera fall goda energi- spareffekten. De värmepumpar som använts är dimensio­ nerade för större värmebehov och har alltså inte kun­ nat visa vad de duger till i tekniskt-ekonomiskt hän­ seende . Möjligen kan man anse att den relativt låga "jämfö­ relsevärmefaktorn", COP(j), har en slags generalitet däri att den avser en jämförelse med direktei, vilken enligt flera samstämmiga undersökningar har bättre total systemverkningsgrad än vattenburen värme och eventuellt också luftburen värme. Inverkan av luftläckning Utvärderingen av F-ventilation i jämförelse med FT- (FTX-)ventilation syns ha en hög grad av generalitet. Det förefaller att vara berättigat att tala om bevis­ ning av samband, som för övrigt redan år 1974* - oss ovetande, eftersom skriften inte anmälts till Byggdok - uttryckts i matematisk form. Är 1977 publicerade hypoteser** och P.O. Nylunds 1979 publicerade system­ analys*** har alltså bekräftats. Den goda nytta FTX- system gör i täta hus har också belysts, varvid den ekonomiska nyttan inte bör få skymma den hygieniska. Energibalansens karaktär Flera resultat som erhållits på detta område är fullt generellt giltiga. Att formulera dem kortfattat är emellertid svårt, allrahelst som resultaten på intet sätt kan påstås vara uttömmande. Följande punkter må nämnas. 1. VA-förluster är ofta STÖRRE än man tidigare trott och deras VARIANS är stor. Spannet för vanliga småhus kan vara större än 2.000 - 7.000 kWh/år. 2. Luftläckning torde vara en så pass betydande fak­ tor att den inte kan försummas vid en energiba­ lansberäkning. Sannolikt har transmissionsförlus- ter övervärderats samtidigt som ventilation och luftläckning undervärderats för att få balansen att gå ihop. Från vädring bortses dessutom ofta. * Larsen, Björn T, Ventilasjonsberegninger, Norges Byggforskningsinstitutt, 1974 ** Lindskoug, Nils-Eric, Tekn Tidskr + VVS, se tidigare ref Nylund, P.O., Tjyvdrag och ventilation, BFR T4:1979 * * * 208 3. Entalpiökningen av luft som omsätts beror inte en­ bart på människornas utdunstning. Storleksordning­ en 1.000 kWh + 500 kWh är sannolikt köpt energi, vilket måste beaktas i energibalansberäkningarna. I och för sig stämmer detta med publicerade resul­ tat från flera håll, men mer forskning behövs in­ nan faktorns betydelse är säkerställd. 4. Varmvattenbehovet har sannolikt ÖVERVÄRDERATS. Studierna antyder att en stor del av energin till varmvattenberedare blir transmissionsförluster från beredare och avsvalningsförluster i rör. Den första säkra observationen av beredarför luster är 116 kWh/mån, vilket motsvarar 39 % av den genom­ snittliga totalförbrukningen. Avsvalning i rör kan överstiga 10 % (därutöver). 5. Nyttig solvärme syns vara lägre i Täby-projektet än vad man oftast ser i redovisningar av energi­ balanser. 6. Personvärme har valts till höga värden i Täby- projektets korrigeringsberäkningar, vilka ju lett till trovärdiga resultat. Generellt indikerar resultaten att energisparande är SVÅRARE än hittills rådande uppfattning med • värmeisolering • FTX-system • solvärmt varmvatten • passiv solvärme På samma sätt syns det kunna vara LÄTTARE än man trott att åstadkomma resultat med • kallvattenbesparing • bättre varmvattenberedningsteknik (+ sparande) • tätning • frånluftvärmepumpar På flera punkter erfordras emellertid mer uttömmande bevisning - förhoppningsvis är dock indikationerna till nytta. Resultaten vad beträffar energibalansens karaktär tor­ de ha generell giltighet för alla hustyper. Dock har kylproblematiken inte ägnats uppmärksamhet i detta projekt. 7 MÄTDATA FRÄN TÄBYPROJEKTET FÖR HUGADE FORSKARE 7.1 Inledning Det finns gott om mätdata som det går att utnyttja för att belysa husens och de olika systemens funktion ur nya synvinklar. Intresserade läsare kan efter kontakt med MCE själva få tillgång till alla data de kan ha intresse av. 209 7.2 De automatiska mätningarna Insamling av timvärden för flertalet mätpunkter har med undantag av kortare avbrott pågått under perioden 79-02-01—81-05-31. Mätpunkter Mätningarna består av ett basprogram, som är gemensamt för samtliga hus, och speciella program, som är anpas­ sade för de olika värmeanläggningarna. Mätningarna är i princip lika inom grupper av fyra hus med lika upp- värmningssystem. Dessutom mäts solinstrålning, vind­ hastighet och -riktning samt utomhustemperatur gemen­ samt för hela området. Grundprogrammet omfattar 1. Inomhustemperaturer i sju olika rum 2. Elförbrukningen för uppvärmning, varmvatten resp övriga hushållet 3. Sammanlagda öppettiden för fönster och ytterdörrar 4. Varmvattenförbrukningen 5. Drifttid för hel- och halvfart hos ventilations- f läkt I bildsidorna i avsnitt 4.6.3 finns översiktligt be­ skrivet hur och var det mäts. En mätpunktsförteckning finns i en särskild pärm hos MCE, där systemskisserna från avsnitt 4.6.3 finns i större skala för varje hus. Typisk onoggrannhet Onoggrannheten på grund av brister hos mätutrustningen är för olika mätpunkttyper: Typ Beskrivning Typisk onoggrannhet Tx temperaturer 0,3 K I solirradians 10 % H drifttider H—5s FV vätskeflöden 3 % EE elenergier 2 % EV vätskeburen värme 5 % * Detta kapitel har i huvudsak skrivits av Per Isakson, MCE 14-Q2 210 Till dessa siffror måste i några fall adderas ett bi­ drag till onoggrannheten, som beror på givarens place­ ring. Rumstemperaturer mäts t ex av praktiska skäl in­ vid en innervägg 2,10 m över golv och på grund av luf­ tens temperaturskiktning - beror på värmedistribu­ tionssystemet - kan det mätta värdet vara någon grad över rumsmedeltemperaturen - mer vintertid i husen med varmlu ftuppvä rmning. Databortfall Problem med driften av mätsystemet, bl a ett åskned­ slag, har medfört ett databortfall omfattande ca 10 % av tiden, vilket gör att det för de värst drabbade pe­ rioderna är svårt att beräkna månadsvärden med accep­ tabel noggrannhet. Bortfallens fördelning i tiden framgår av FIGUR 7.2.1. Mätdatas tillgänglighet Data lagras av mätcentralen vid KTH på 1/2" magnetband (ANSI-standard 800 BPI). Vid mätcentralen finns det nu programvara som gör det förhållandevis enkelt att på deras datorsystem utföra beräkningar och skriva ut re­ sultatet i tabeller och diagram. Enligt kapitel 3 är en stor del av data som registre­ rats efter 800701 opålitliga och bör därför användas med största försiktighet. DATA OK Omr A eller AVBROTT TMJUir Omr A FIGUR 7.2.1 7.3 Övriga mätdata Några ord om elmätaravläsningarna För att säkra data även om något skulle hända med datautrustningen, beordrades avläsning av alla el- och vattenmätare varje månad. Detta material har stansats och tryckts ut och finns tillgängligt. Inom parentes kan erinras om att korrigeringsberäk- ningarna helt baserats på dessa "manuella" data, ef­ tersom de bedömdes vara säkrare och eftersom de för övrigt också var omedelbart tillgängliga på kontoret. Spårgasmätningar Dessa mätningar refereras i kap 5. Mätmaterialet finns på Chalmers, Inst för Installationsteknik (Torbjörn Jilar). Karteringar av rumstemperatur För att få bästa möjliga noggrannhet på temperaturdata har kartering av rumstemperaturer skett. Den största mätningen har genomförts av Institutionen för Bygg­ nadsteknik (Nyman) och den finns redovisad i bilagor i motsvarande rapport. Ytterligare mätdata finns hos MCE och hos TYRENS. BILAGA I 212 DIVERSE DETALJER (styrning och reglering av värme- och ventila­ tionssystem) 213 Microbrytare mellan bage och karm styr ström till radiatorer - mäter tid för fönsteröppning. ELEKTROSTANDARDS ENERGISPARSYSTEM TYP 39 . STYRCENTRALEN BESTAR AV TVA KOPPLINGSUR MED VARDERA FYRA PROGRAMVÄLJARE FÖR OLIKA RUM ELLER RUMSKOMBINA- TIONER. PA KOPPLINGSURET STÄLLS LÄMPLIGT VECKOPROGRAM IN FÖR HUSETS DAGDEL RESP NATTDEL. FLERA SÄNKNINGAR PER DAG KAN ERHALLAS. MED PROGRAMVÄLJAREN STYRS SEDAN VARJE RUM FÖR SIG. 214 ■fî {nåntu$i. ventilations- k vöAmeväxlaxe Princip för styrning av varmluftsystem Kopplingsur för varmluftsystem (SCS EUK2/TG) 215 Tldlndlkenlng Konnlgenlng av un Koppl.nyttane l Inne läge. kontaktläge x Koppl.nyttane i yttne läge kontaktläge x Vygniéklva Pnognamväljane Vag oek natt * nonmal Vag och natt neducenad Vag nonmal natt ne.duceA.ad Veckotklva x Symbolen Kopplingsur för vattenradiatorsystem (SCS-therm REV 9) 1 Kopplingsur 2 Ändringsbara kopplingsryttare — röd för dagstemperatur — blå för nattemperatur (sänkning) 3 Omkopplingsmarkering 4 Tidsskiva 5 Säkring (1A-T) 5a Peservsäkring 6 Värmekurvans diagram 7 Lutningsinställning 8 Parallellförskjutning 9 Programkontakt 0 Sommar (pump från) © Manuell drift Dag och natt normal Dag och natt reducerad 3jo Dag normal — natt från (Ventilen är avstängd på natten) O Dag normal — natt reducerad 10 Nattsäkning Inställningsmöjligheter 216 BILAGA 2 MÄTNINGAR - MÄTINSTALLATIONER OCH MÄTTEKNIK 1 INSTRUMENT 1.1 Översikt I Täby-projektet mäts ca 1200 punkter var 5: te mi­ nut. Denna mätning sköts av ett datorstyrt mätsystem. Ur mätsynpunkt består projektet av två likadana, självständiga system; ett för A-området och ett för B-området. Systemen har inte några delar gemensammas Mätdata medelvärdesbildas eller summeras, beroende på mätpunktstyp, över entimmesintervall. Varje timme lagras resultaten ut på kassettband, som byts varje vecka. 1.2 Dator Varje system styrs av en bordsdator, typ Hewlett & Packard 9825. Datorn har programmerats i ett Basic- liknande språk, HPL. Till datorn är mätinstrumenten anslutna genom en standardiserad anslutning, en buss. Beteckningen på den använda bussen är bl a IEEE-488- bussen eller IEC-bussen. Via bussen är också en skri­ vare ansluten, som gör det möjligt att tabellera el­ ler rita kurvor över mätvärdena direkt vid nätplat­ sen. Detta påverkar inte den normala insamlingen av data. Datorns program är lagrade på ett internt kassett- bandminne. Om nätströmmen till systemet försvinner, läser datorn automatiskt in programmet från kassetten och startar mätningarna så fort strömmen återkommer. De insamlade mätvärdena lagras på ett externt kas- settbandminne. Detta har plats för fyra kassetter, vilket svarar mot två veckors mätningar. Mätvärdesbehandlingen, som görs av datorn, beror på mätpunktstypen (mätstorheten). Instruktionen härtill finns lagrad i en tabell i datorn tillsammans med ka­ nalnummer och övrig information. Denna tabell, som alltsa styr hela mätinsamlingen, kallas beskrivnings— fil. 1.3 Instrument Till styrdatorn är tre olika instrumenttyper anslutna genom den standardiserade bussen. För mätning av ana­ loga signaler används en voltmeter. Den signal som skall mätas ansluts till voltmetern via en kanalväl­ jare. Pulser, som erhålls t ex från flödesmätare, kWh-mätare eller drifttidmätning, mäts med pulsräkna­ re. Varje sådant instrument har 100 kanaler. Order till instrumenten om inställning av Kanalnum­ mer, mätomrade t ex ges av bordsdatorn. Överföringen sker över IEC—bussen. Datorn läser sedan av instru­ menten, omvandlar resultaten till fysikaliska stor- Skrivare Kanal­ väljare FIGUR 2 MÄTSTATION I TÄBY-PROJEKTET. STYRDATOR OCH INSTRUMENT I HUVUDSTATIONEN I B- OMRÂ.DET. heter, gör ev ytterligare behandling, medelvärdesbil- dar eller summerar och lagrar slutligen resultaten. FIGUR 1 visar en schematisk bild av insamlingssyste­ met. FIGUR 2-4 visar bilder på instrument och in­ strumentuppställning . VOLTMETERKANALVÄLJARE 150 KAN TEMPERATURGIVARE o—— SOLINTENSITETSGIVARE etc. STYRDATOR MED BAND­ STATION o. SKRIVREMSA STYRDON FÖR KANALVÄLJARE c£] 'öö' FLÖDESMÄTARE, kWh-MÄTARE etc PULSRÄKNARE UTSKRIFTSORGAN IEC BUSS (12 PARS KABEL) FIGUR 1 PRINCIP FÖR MÄTSYSTEMET I TÄBY BANDSTATION FÖR DATA <> 218 FIGUR 4 PULSRAKNARE 2 KABELDRAGNING Styrdator, pulsräknande instrument och voltmeter är placerade i en s k huvudcentral i varje område. Från huvudcentralen är kablar dragna till s k undercent­ raler och därifrån till varje enskilt hus. I husen finns ett plintställ där signalerna från de olika gi­ varna i huset är anslutna till de inkommande kablar­ na. Fördelningen av ställ och kabeldragningen mellan husen framgår av FIGUR 5 och 6. För de analoga och digitala signalerna används separata kablar och även i övrigt är de helt separerade. FIGUR 5 KABELDRAGNING I A-OMRÅDET 220 FIGUR 6 KABELDRAGNING I B-OMRÄDET 3 SIGNALER Digitala signaler FIGUR 7 visar principen för de digitala signalerna. Digitala signaler erhålls från givare som ger en kon­ taktslutning. Exempel på sådana givare är flödesmäta- re, reläer eller fönsterkontakter. Beroende på om an­ tal eller tid skall mätas, blir kopplingen vid plint­ stället i huset något olika. 221 HUVUDCENTRAL UNDERCENTRAL Anslutning I i ställ Korskopling i ställ HUS Anslutning på plintställ ill varje hus Antalsräk- nande kanal Tidräknande 50-100 par 10-20 par FIGUR 7 PRINCIPER FÖR DIGITALA SIGNALER Från varje enskilt hus går en digital kabel till när­ maste undercentral. I undercentralen korskopplas alla digitala signaler samman till en enda kabel med 50 - 100 par, vilken går till huvudcentralen. Där ansluts signalerna till de pulsräknande instrumenten. I de digitala kablarna överförs också matningsspänningar och en 10 Hz-signal till de enskilda husen. Signalen med 10 Hz-frekvens används för att generera den 1 Hz- signal som används för tidräkningen. Analoga signaler FIGUR 8 visar schematiskt hur de analoga termoele- mentsignalerna kopplas. Från mätpunkten ute i huset dras termoelementtråd till plintstället i huset. Sig­ nalen korskopplas via ett referenstemperaturdon, FI­ GUR 9. Efter detta förs signalen vidare genom ett ledningspar i en analog kabel till närmaste under- central. I undercentralen står några enheter av ka­ nalväljaren. Kanalväljaren består av upp till tio se­ parata enheter. Dessa kan placeras på stort avstånd (upp till 100 m) från varandra och behöver bara för­ enas med två kablar om 8 resp 4 par. De analoga sig­ nalerna ansluts till kanalväljaren i undercentralen. Till huvudcentralen går endast de två kablar som för­ binder kanalväljarens olika enheter med varandra. I huvudcentralen är voltmetern ansluten till kanalväl­ jaren. 222 Styrdon för kanal väljare FIGUR 8 PRINCIP FÖR TERMOELEMENTSIGNALER (ANALOGA) FIGUR 9 DETALJ AV KOPPLINGSSTÄLL MED TEMPERATUR- REFERENSDON OCH 1 Hz-GENERATOR. 223 För mätning av temperaturskillnader används diffe- renskopplade termoelement. Signalerna från dessa är inte anslutna via referensdonet utan går direkt vi­ dare. Även andra typer av analoga signaler finns. De är kopplade på liknande sätt. Exempel på givare som ger sådana signaler är motståndstermometrar för mät­ ning av temperaturdonets temperatur och/eller sola- rimetrar. Det sker alltså ingen förstärkning av de små signa­ ler som erhålls från termoelementen. Avstånden till voltmetern är mer än 80 m för de längst bort belägna termoelementen. För att undvika inverkan av elekt­ riska störningar har stor omsorg lagts ner på jord- ning och skärmning. Alla analoga signaler går i tvin­ nade par i kablarna, som är skärmade. Separata jord­ punkter i varje hus har använts för de analoga signa­ lerna. Omkoppling mellan jordpunkterna sker med ka­ nalväljare. Det digitala systemet har en enda jord­ punkt - i huvudcentralen. 4 BESKRIVNINGSFIL Datorns avläsning av mätpunkterna styrs av en tabell i programmet. Tabell kallas - som nämnts - beskriv- ningsfil (b-fil). (Exempel, se FIGUR 10.) 323 0 91- U 085 i 23 Flôds soifänqar-e FV 0 C.080 i. ÖOO 0,080 0.008 0,000 0,000 i,300 »3 ,10005-02 324 0 9 FO 086 124 Varnvattenförbpukninq FV 0 0.880 1.800 0.000 9,088 0.000 0,000 i,300 k3 , 10035-52 3 i 3 091-1 0 25 i 17 Tid nellan datalagringar H 8 8.090 i,000 0,000 0,008 0,800 0,000 4008, i, 080 32Q 09 H 082 120 Tid fläkt halsfart+avst U f)n u 0,080 i.000 0,080 0,008 0,080 0,000 4000, i .808 32 i 0911 083 i 2 i Drifttid fläkt helfar t H 0 a, ooo i,o»o 0,080 0,080 0,800 0,006 4000, 5 i. 000 322 09H 084 122 öppettid spiskåpa H D 0.800 i,008 0,600 0,060 0,080 0,060 4000, i, ÖOO 328 0 9 H 09 0 i 28 Drifttid salfängarpimp h 0 0.090 i., 800 0,080 8,000 0,000 0,000 4380, c i, 800 329 0 9 H 098 129 öppettid fönst.,dörr. H 0 0,008 1,088 0.000 0,080 0,000 0,000 ,40805+05 i, 000 307 0 91 023 347 Soiiftstrålning hor. I 0 18,89 0.009 0.000 0.000 0,000 -5,000 i i 0 0, 10.00 224 För varje mätpunkt finns vissa bestämda data lagrade. Mätpunkterna kännetecknas genom en 8-ställig^kod el­ ler kanalbeteckning. Denna kod är unik och får inte ändras under projektets gång. Koden byggs upp pa föl­ jande sätt: HHTTLLLX, där HH är två siffror som anger husnummer TT är två tecken som anger mätpunktstyp LLL är tre siffror som anger ett löpnummer i varje hus X saknas vanligen men kan användas för att skilja två i övrigt lika mätpunkter. Exempelvis anger 28TK017 en mätpunkt av typ TK (Tem­ peratur i luftKanal) hus 28, löpnummer 17. Beskrivningsfilens viktigaste data är följande: • Kanalnummer: Använt kanalnummer i kanalväljare el­ ler pulsräknare. • Kanalbeskrivning: Text som skrivs ut vid kurvrit- ning etc. • Referenser till övriga mätpunkter: Anger beteckning på upp till tre andra mätpunkter som har samband med aktuell mätpunkt och som används vid mätvärdes- beräkningar. Sambandets art beror av mätpunkts- typen. • Villkor: Anger om mätpunkten endast skall mätas villkorligt, se BILAGA 2. • Sort: Anger enhet för givna mätvärden. • Numeriska parametrar: Används vid mätvärdesberäk- ningen. Användningen beror på mätpunktstypen. • Min- resp maxgräns: Mätvärdet kontrolleras mot des­ sa gränser i samband med överföringen från kassett­ band till mätcentralens dator. • Upplösning: Anger noggrannhet eller upplösning på använd mätutrustning. Skillnader mellan mätvärden som är mindre än upplösningen är inte signifikanta. 5 ANALOGA MÄTPUNKTER Temperatur Temperaturer mäts med termoelement av koppar-konstan- tan (typ T). Termoelement mäter en temperaturdiffe­ rens gentemot en känd referenspunkt. Denna referens är ofta 0°C i ett isbad. Sådana är relativt dyra och har ändå rätt dålig driftsäkerhet. I Täby används istället en metod med variabla referenstemperaturer. I varje hus finns ett temperaturreferensdon som be­ står av ett väl isolerat aluminiumblock. Endast för- sumbara temperaturskillnader uppstår i detta block. Referensblocket temperatur mäts med en noggrant ka­ librerad elektrisk motståndstermometer. I datorn utförs sedan en kompensationsberäkning för att referenstemperaturen inte är 0°C. Termoelement- kurvan linjäriseras samtidigt som omvandling till °C sker. En temperaturmätning tillgår alltså på följande sätt. Datorn finner i beskrivningsfilen att en temperatur skall mätas. Kanalväljaren kopplar in rätt termoelement till voltmetern. Spänningen avlä­ ses. Referenstemperaturen har mätts strax innan och har lagrats i en tabell. Med hjälp av detta värde om­ vandlas den uppmätta spänningen till en temperatur. Följande temperaturmätpunktstyper finns: RF mätning av temperatur hos referensblock TL lufttemperatur TV vattentemperatur eller jordtemperatur TR yttemperatur på rör TC temperatur mätt med motståndstermometer. För temperaturmätpunkter (TL, TV, RT) anger "Referen­ ser till övriga mätpunkter" i beskrivningsfilen vil­ ken mätpunkt av typen RF som mäter temperaturen i den aktuella referensen. 225 Temperaturdifferens För mätning av temperaturskillnad används termoele­ ment i differenskoppling. Detta innebär att termoele­ mentets kalla "lödställe" är placerat på ena sidan av den apparat över vilken temperaturskillnaden skall mätas och dess varma lödställe på den andra. En tänk­ bar, alternativ metod är att mäta temperaturen på bägge sidor om apparaten och sedan i datorn beräkna skillnaden. Den valda metoden ger emellertid avsevärt större mätnoggrannhet, i synnerhet vid små tempera­ turskillnader. För att kunna kompensera för att utspänningen inte är direkt proportionell mot temperaturskillnaden måste temperaturnivån (på ena sidan) mätas. En differens- temperaturmätning kompletteras därför alltid med en mätning av absoluttemperatur. Den använda teckenkon­ ventionen innebär att differenstemperaturen får posi­ tivt tecken, då den "fria" änden har högre temperatur än den sida där absoluttemperaturen mäts. Detta inne­ bär, att en negativ temperaturskillnad i vissa fall kan vara det normala driftfallet. Bokstaven U betecknar temperaturdifferens. Följande mätpunktstyper används: UK differenstemperatur i luftkanal UV i vatten UR " mellan rörytor. 15-Q2 226 För dessa typer anger "Referens till övriga mätpunk­ ter" i beskrivnings filen vilken mätpunkt som mäter absoluttemperaturen. Exempel: FIGUR 11 visar utdrag ur en beskrivningsfil och motsvarande system. Mätpunkten 08TV014 mäter ut- loppstemperaturen från en tank i solfångarsystemet. Referenstemperaturen för denna mätpunkt mäts med 08RF001. 08UV015 mäter temperaturen över tanken. Som framgår både av beskrivningsfilen och system­ ritningen mäts absoluttemperaturen för 08UV015 med 08TV014 (punkten B). Då gäller att temperaturdiffe­ rensen har positivt tecken, då den fria änden (punkt A) av det differenskopplade termoelementet har högre temperatur än punkten B, där absoluttem­ peraturen mäts. Temperaturen i A kan beräknas som (temperaturen i B) + (uppmätt temperatur­ differens med tecken) = (temperatur i A) Kontrollpunkter För att kunna automatiskt kontrollera utrustningens funktion finns två kontrollmätpunkter i varje hus. Den ena är ett stabilt motstånd med en resistans av 250,0 ohm. Om mätsystemet registrerar en avvikelse som är större än 0,2 ohm aktiveras ett larmsystem. På motsvarande sätt mäts en termoelementspänning som skall vara 0 V. Om spänningen är större än vad som svarar mot 0,3°C ges larm. Larm utlöses också om datorn eller dess program slutar fungera. Larm indi- keras av varningslampor i hus 34 och 39. Följande mätpunktsbeteckningar finns KM kontrollmotstånd KT kontrolltemperatur Solinstrålning Solarimetrar av såväl termisk typ (fabrikat Kipp & Zonen) som fotoelektrisk typ används, resp Lambda. Instrumenten ger en spänning proportionell mot in­ strålningen. Denna mäts med voltmetern via kanalväl­ jaren. I beskrivningsfilen är en individuell kalibre- ringskonstant lagrad. Lagrade värden anges i W/m2. Temperatursänkning I hus typ 12 mäts inställd temperatursänkning för varje rum. Temperatursänkning erhålls genom att en spänning läggs på ett motstånd i respektive termo­ stat. Storleken av denna spänning mäts efter spän- ningsdelning och den motsvarande temperatursänkningen om 0,3 resp 6°C inregistreras. Kopplingen framgår 227 9:32 AM WED., 20 FEB., 1980 Sida 1 Ix Beteck. Kan Kanalbeskrivning Kommentar Koppling Typ Kan2 Referenser till andr;î mätpunkter Villkor Extra parametrar Sort Numeriska parametrar Mingräns Maxgräns Upplösning 270 08EV081 1 Energi solf-tank EV 0 08FV085 08UV015 Negativ kWh 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 -5,000 ,5000 ,1000 250 08RF001 . 290 Re f.t emp RF 0 gr C -233,8 1,000 0,000 0,000 0,000 -25,00 35,00 , 1000E-01 261 08TV014 209 Temp inl. tank (solf- TV 0 08RF001 kr) 08VI050 gr C 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 • -15,00 120,0 ,1000 262 08UV015 210 Tempdiff tank (solf-kr) UV 0 08TV014 08VI050 1 gr C 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -40,00 25,00 ,1000 323 09FV085 123 Flöde solfångare FV 0 m^ 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,300 ,1000E-02 08FV085 08UV015 08TV014 Tank FIGUR 11 EXEMPEL PÂ TEMPERATURMÄTPUNKTER OCH UTDRAG UR BESKRIVNINGSFILEN. 228 MANÖVERPANEL FÖR INDIVIDUELL TIDSTYRD TEMP SÄNKNING (0*-3* -6*0 AV RUMSTEMPE­ RATUR. oJg o Jso JSo ofe o ak O o ak O ok -Träd] BADRUM -i RAP| TVÄTTRUM j BADi HALL KÖK -Ib*p| VARDAGSRUM SOVRUM 3 VI i wad| — « — 4 -{ RAD 1 — „ — 2 ■{rad] — „ — 1 3\vsyh3\ Æ17Api8Api9Ap2QAXI2lA022AÆ23Ap2iJ FIGUR 12 PRINCIP FÖR REGISTRERING AV TEMPERATUR­ SÄNKNING av FIGUR 12. På grund av att installationerna är oli­ ka gjorda i område A resp B används två olika metoder att beräkna inställd temperatursänkning. Två olika mätpunktstyper finns därför H2 temperatursänkning i B-området H3 temperatursänkning i A-området Vind Vindriktningsgivaren ger en riktningsberoende resis- tans. Denna omvandlas till sinus och cosinus för vindriktningen. 0° svarar mot norr, 90° mot öster etc. Vinkeln anger bäringen från vilken vinden blå­ ser. Omvandlingen till sinus resp cosinus för vinkeln sker för att erhålla en riktig medelvärdesbildning. Vindhastigheten medelvärdesbildas. Typerna benämns WA sinus för vindriktning WB cosinus för vindriktning WV vindhastighet i m/s. 229 6 DIGITALA MÄTPUNKTER Från flera givare erhålls digitala signaler eller pulser. Dessa räknas kontinuerligt med pulsräknare. Följande typer finns. Räkning av antal sker t ex för antal starter av vär­ mepumpar. Ett relä anslutet till apparaten ger en ni­ vå, vars ändring räknas. Ingen konvertering görs i datorn utan antalet summeras och lagras. Typen be­ nämns N. Drifttid Drifttider erhålls genom att ett pulståg med frekven­ sen 1 Hz leds över ett relä eller en kontakt för ap­ paraten ifråga. Pulserna kommer endast fram då kon­ takten är sluten. Räkning av pulserna ger direkt drifttid i sekunder. H drifttid i sek. Genom en speciell koppling räknas öppettider för fönstren och ytterdörren i varje hus med en enda ka­ nal. Denna kanal räknar den sammanlagda öppettiden. Om flera fönster är öppna samtidigt räknas flera pul­ ser än om endast ett fönster är öppet. Exempelvis kan en registrering på 1000 s betyda ett fönster i 1000 sek eller 5 fönster i 200 sek. Vätskeflöde Från flödesmätare erhålls pulser. Flera olika typer av flödesmätare med sinsemellan olika kalibrerings- konstant (volym/puls) används. I datorn omvandlas pulsantalet till flöde uttryckt i m3. Mätpunktstypen anger vilken flödesmätare som använts. Följande typer finns FV vätskeflöde, 0,000037 m3/puls FW " 0,0025 m3/puls FU " 0,0015 m3/puls. Elenergi Elenergi mäts med kWh-mätare som ger 10 pulser/kWh. Resultatet lagras som kWh. Benämningen är EE elenergi 7 BERÄKNADE MÄTPUNKTER Vätskeburen energi Vätskeburen energi beräknas genom att en temperatur- 230 differens multipliceras med ett vätskeflöde. Denna multiplikation sker var 5:te minut i samband med mät­ ningen. Summan lagras sedan varje timme. Omvandling av resultatet till kWh sker. Därvid används värmeka­ paciteten för rent vatten. För system med glykol mås­ te alltså kompensering för den lägre värmekapaciteten ske i samband med utvärderingen. I beskrivningsfilen anges den flödesmätpunkt och den differenstemperatur- mätpunkt som multipliceras. Beteckningen är EV vätskeburen energi. Ett exempel ges i FIGUR 11. Energin till tank, 08EV081, erhålls genom multiplicering av 08FV085 och 08UV016. 8 VILLKORLIGA MÄTNINGAR Vissa mätpunkter skall endast mätas under vissa vill­ kor. Exempelvis är temperaturerna i ett solfångarsys- tem endast av intresse då vatten cirkulerar i syste­ met. Dessa villkorliga mätningar gäller endast tempe­ raturer. I beskrivningsfilen anges att en temperaturmätpunkt skall mätas villkorligt genom att en villkorspunkt anges under rubriken "Villkor". Temperaturen mäts en­ dast då den givna villkorspunkten är sann. Villkors- punkternas typbeteckning är VI. Ett sådant villkor kan bero på upp till tre olika mätpunkter av typen flöde (FV, FW eller FU) eller drifttid (H). Vilka punkter som ingår i villkoret anges i beskrivningsfi- len under "Referenser till andra mätpunkter". Om des­ sa punkter skall vara till (dvs drifttid skall mätas eller flöde flyta) eller inte, för att ett sant vill­ kor skall erhållas, anges med +1 resp -1 i motsvaran­ de "Numeriska parametrar". Villkoret utgör ett lo­ giskt "och" av alla ingående mätpunkter. Exempel i anslutning till FIGUR 13. Ix Bececk. Kan Kanalbeskrivning Kommentar Koppling Typ Kan2 Referenser c ill andra nätpunk ter Villkor Extra parametrar Sort Numeriska parametrar Mingräns Maxgräns Upplösning 610 39H 183 66 Drifttid VT avfrostning H 0 s 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 4000, 1,000 611 39H 184 67 Drifttid VP H 0 s 0,000 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 4000, 1,000 517 39TR069 544 Temp förångaryta TR 0 39RT001 39VI143 gr C 0,000 ,2597E+5 -,7520E+06 ,3580E+08- 0,000 -15,00 120,0 ,1000 593 39VI143 0 VP drift 4 ej avfr. VI 0 39H 184 39K 183 (* VI142) ggr 1,000 -1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 12,00 1,000 FIGUR 13 UTDRAG UR BESKRIVNINGSFIL, VISANDE EN VILLKORLIG MÄTNING. 231 Temperaturpunkten 39TR069 mäts villkorligt därför att under "Villkor" anges att 39TR069 styrs av villkors- punkten 39VI143. Vi studerar nu 39VI143. Under "Refe­ renser till övriga mätpunkter" anges 39H 184 och 39H 183. De numeriska parametrarna är +1 resp -1. Villkoret 39VI143 är då sant endast när 39H 184 är till- (ger drifttid) och 39H 183 är frånslagen (drifttid erhålls ej). Eftersom 39H 184 och 39H 183 är drifttider för värmepump resp avfrostningstid för värmepumpen så innebär villkoret 39VI143 att värme­ pumpen i hus 39 går i normaldrift. Om ett villkor aldrig är sant under en timme, lagras värdet noll för den mätpunkt som är styrd av vi 11- korspunkten. För villkorspunkten lagras antal gånger som villkoret varit sant under timmen. Vid utvärde­ ringen måste hänsyn till detta tas, t ex vid medel- värdesbildning. En sammanställning av alla mätvärdestyper ges i TABELL 1. TABELL 1 SAMMANSTÄLLNING AV MÄTPUNKTSTYPER. Mätpunktstyp Extra information i B-filen RF Referens Temperatur i referenspunkten i varje (C) hus KM Kontrollmotstånd. Används för kontroll av utrust- (ohm) ningen. Skall vara 250 ohm. KT Kontrolltemperatur. Används för kontroll av ut- (C) rustningen. Är idealt 0,0°C, skall alltid vara < 0,1°C. Alla typer som börjar med T anger en temperatur. Andra bokstaven anger typ av temperatur. Lufttemperatur i rum Lufttemperatur i kanaler Temperatur i vattenrör Yttemperatur på rör Lufttemperatur mätt med resistans- termometer Ux Differenstemperatur. Alla typer som börjar med U (C) anger en differenstemperatur. Den extra informationen anger beteckning­ en referensmätpunkter. UK Differenstemperatur i luftkanal UV Differenstemperatur i vattenrör I Solinstrålning (W/m2) D Drifttid ( sek ) Tx Temperatur (C) TL TK TV TR TC BILAGA 3 232 PLOT VÄDRING - TEMP.DIFP ENERGI - TEMP.DIFF FRÅN LINJÄR REGRESSIONSANALYS AV SYST 12, 22 OCH 32. 70-HUSREG PAGE 17 35.0 ♦ 32.5 A 30.0 a 27.5 A 25.0 A 22.5 A TEMP ! 20.0 A STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM PLOT OF TEMPAVAED LEGENO: A = 1 OBS. 3=2 OBS, ETC. 12:03 MONDAY, NOVEMBER 3, 1980 233 12 R 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 VAEO 170-HUSREG PAGE 8 Q I I 110 A STATISTICAL ANALYSIS PLOT OF QATEMP LEGEND: A = 1 OBS, 8 SYSTEM 2 OBS, ETC. 12103 MONDAY, NOVEMBER 3, 100 A i I I t 90 A I 1 I 80 A 1 I I I 70 A I I ! 1 60 A I 1 I 1 50 a 1 I ! ! 40 A I I I 1 30 A ! I I t 20 A t I I I t I I I I 0 2 12 R •A----------4------------4----------4---------------4---------4---------------4---------4------------4------------4------------4------------4------------A------------A------------A------------A------------♦---------------♦ 4 6 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 TEMP 234 ï69—HUSREG PAGE 22.5 TEMP 20.0 FA I I A ! A 17.5 tAA 4- STATIST1CAL ANA PLOT OF TEMP*VAED LEGEND: A YSIS SYSTEM 1 OBS, B = 2 OBS, ETC. 12:02 MONDAY. NOVEMBER 3. 1980 12 G 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 VAED 1 69—H'JSREG PAGE 1 60 1 50 1 40 1 30 1 20 STATISTIC ALYSIS SYSTE 12:02 MONDAY. NOVEMBER 3. 1980 PLOT OF Q*T EMP LEGEND: A = 1 OBS. B = 2 OBS, ETC. 12 G A A A TEMP 235 I 77—MUSREG PAGE STATISTICAL ANAL PLOT OF TEMP4VAED LEGEND: A » SIS SYSTEM OBS. B * 2 OBS. ETC. !2:06 MONDAY* NOVEMBER 3* 1980 22.5 +-B TEMP 20.0 I f A BA 22 R 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 —T77-HJSREG PAGE STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM PLOT OF Q4TEMP LEGEND: A = l OBS. B = 2 OBS. ETC. 12:06 MONDAY, NOVEMBER 3. 1980 22 R TEMP 236 161-HUSREG PAGE 22.5 A TEMP 20.0 + STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM PLOT OF TEMP*VAED LEGEND: A = 1 OBS, 8=2 OBS, ETC. 11159 MONDAY. NOVEMBER 3. 12 19B0 22 G 100 120 140 160 VAED — ♦------ ------- ♦------ ♦-----------------♦------ + ISO 200 220 240 260 280 161-HUSREG PAGE 8 1 20 1 10 1 00 90 80 70 0 60 50 40 30 20 10 0 STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM PLOT OF Q* TEMP LEGEND: A = 1 OBS. B = 2 OBS, ETC. 11:59 MONDAY. NOVEMBER 3. 1980 22G 15 16 17 18 -♦----*-------♦---*--- *-♦----------+----♦----------+■---- *■-------♦------- ♦- 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 TEMP 176-HUSREG PAGE 17 237 STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM 12 12:04 MONDAY, NOVEMBER 3, 1980 PLOT OF TEMP4VAED LEGEND: A = 1 OBS, B = 2 OBS, ETC. 35.0 F 32.5 Ï. 32G 30.0 F 27.5 F 1 A 25.0 F 22.5 « B IA A FB 1 A TEMP 20.0 FA t A 17.5 ! A F A 1 A (A A 15.0 FA A 1A A 12.5 ! A F 1 A A 10.0 1 A 1 A A A ! A A 7.5F A A 5.0 + o 100 200 300 400 500 600 700 S00 900 1000 1100 VAEO 1 76 -HUSREG PAGE 8 STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM 3 12:04 MONDAY, NOVEMBER 3, 1980 PLOT OF QFTEMP LEGEND: A = 1 OBS, B = 2 OBS, ETC. 1 40 F 1 130 i 32G l 1 20 F 1 10 F 1 A 1 00 1 A B 90 ! AAA F A Q 80 ♦ 1 A A A A 70 * 60 1 A 1 A A F A 1 A 1 A A 1 A 50 ! 40 ! AAA F A 1 A A A ! A A 30 1 F A 1 1 AAA 20 F 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 TEMP BILAGA 4 238 DIVERSE INDATA FÖR KORREKTIONSBERÄKNINGAR BILAGA 4 Sida 1 239 MÄTNINGAR AV LUFTFLÖDEN SEPTEMBER 1979 (i) OCH MARS 1981 (II) SAMT FLÖDESBERÄKNING Hus nr Flöde l/s helfart I II Flöde l/s halvfart I II % helfart 79-80 80-81 Flöde m3/h 79-80 80-81 3 57 46 - 38 100 100(99) 200 174 4 57 41 - 40 100 100 198 157 5 53 - 45 - - - - - 6 59 56 52 55 73 73 204 201 7 59 56 50 55 52 52 196 205 8 56 49 49 43 56 56 187 172 9 58 46 49 43 52 52 189 167 10 49 46 42 43 64 64 167 163 11 56 55 50 49 40 40 189 186 12 56 56 34 46 38 38 155 174 13 59 59 53 52 50 50 202 200 14 60 60 49 49 66 66 203 203 18 59 58 51 53 66 66 203 203 27 54 53 40 41 67 67 178 187 28 54 57 41 44 66 66 180 187 29 57 57 43 41 10 10* 162 178 32 56 51 41 42 70 70 184 176 33 54 44 40 39 54 ->54 169 154 35 58 42 - 36 100 93** 202 161 36 55 44 - 39 100 100 193 167 37 55 46 42 35 42 42 167 148 38 48 39 43 37 20 20 155 140 40 55 47 47 47 46 46 181 172 41 53 48 46 44 51 51 177 168 * ändrat till 30 - misstänkt nätfel ** vägt värde - inkoppling av halvfart 810223 BILAGA 4 Sida 2 Personvärme enligt intervjuer och beräkningar (kWh/år) . Endast sensibel värme räknas. Hus Totalt 250 d 79-80 80-81 nr (365 d) avrundn bas f 3 1.745 -405 -400*(-300) -700 jämf 4 2.336 0 0 0 radhus 5 2.044 - - 6 2.320 -73 -100 -100 7 1.920 -275 -300 -300 8 1.132 -825 -800 -800 9 1.128 -825 -800 -800 10 3.102 +525 +500 +500 11 1.898 -300 -300 -300 12 854 -1025 -1000 -1000 13 2.340 0 0 0 14 660 -1150 -1100 -1100 18 1.825 -150 -150 -150 27 2.664 -277 -250 -250 28 2.117 -652 -650 -1100* 29 1.226 -1283 -1300 -1000* 32 3.201 +92 +100 +100 33 1.500 -1075 -1100 -1100 35 3.070 0 0 0 36 2.318 -515 -500 -500 37 3.905 +572 +550 +550 38 3.100 0 0 0 40 993 -1423 -1400 -1100* 41 2.146 -375 -400 -400 * En stor schäfer herima all dagtid och all natt minst 500 h/mån - motsvarar säkert 200--400 kWh. Tillägg 300 ** -1 person 80-81 *** +1 person 80-81 240 Bjs 8 4 35 36 6 14 18 38 7 12 33 34 37 5 13 29 32 8 9 40 41 241BILAGA. 4 Sida 3 VATTENFÖRBRUKNIEK Man: 6 7 8 9 10 11 12 19,4 11,4 12,5 13,3 13,3 13,3 14,1 - “ - “ - - 17,4 19,9 15,2 15,3 15,3 15,3 16,8 15 14 15,3 15,3 15,3 15,3 15,3 23,3 10,8 26,5 13,3 13,3 13,3 12,8 19 17 13,4 13,4 13,4 13,4 13,4 25,1 34 12,4 18 18,9 9? 20,4 20,4 20,6 20,6 9,1 16 20,1 20,8 20,8 20,8 22,7 10 9 17,1 17,1 17,1 17,1 17,1 9 9,2 10,8 11,1 11,1 11,8 8,5 22 15 9,1 9,1 9,1 9,1 9,1 16,9 7,5 34,5 11,9 11,9 11,9 11,9 11 16 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 12,7 16,7 18,1 18,1 18,1 20,4 8 11 16,1 16,1 16,1 16,1 16,1 28,3 13,8 22,8 21,2 21,2 21,2 24,8 24 14 21,6 21,6 21,6 21,6 21,6 5,2 7,3 7,8 6 6 6 6 12 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 14,6 8,2 11,7 11,6 11,6 11,6 11,2 17 11 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 27,9 2,2 8,5 13,1 13,1 13,1 14,5 12 6 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 12,5 0,5 16,8 14,7 14,7 14,7 16 13 13,3 13,3 13,3 13,3 13,3 13,3 10,9 9 13,6 13,3 13,3 13,3 13,8 13 6 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 22,5 13,7 0,3 20,3 22 22 22 23 22 16,2- 16,2+ 16,2+ 16,2+ 16,2+ 6,2 6,9 9,7 0,1 0,1 0,1 5 11 8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 20,5 14,6 17,1 18,6 18,6 18,6 16 26 16 17,3 17,3 17,3 17,3 17,3 9,4 7,1 7,4 8,4 8,4 8,4 8,6 11 6 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 4,5 12,7 17,2 16,4 16,4 16,4 16,8 7 12 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 7,3 10,1 10,1 10,5 10,5 10,5 10,9 9 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 11 15,3 15 15,8 15,8 15,8 17,4 22 19 15,7 15,7 15,7 15,7 15,7 rrrilv 1 2 3 4 5 nen 9-3 14,1 14,1 8 11,7 - 12,58 16,8 16,8 9,1 12,8 15 15,33 15,3 15,3 15,3 15,3 44 15,17 12,8 12,8 12,8 12,8 26 12,74 13,4 13,4 13,4 13,4 53 13,4 20,6 20,6 11,9 21,1 38 18,38 22,7 22,7 12,9 17,6 18 19,71 17,1 17,1 17,1 17,1 46 17,1 8,5 8,5 8,5 8,5 12 9,58 9,1 9,1 9,1 9,1 32 9,1 11,9 11,9 9,2 13,3 22 11,9 11,3 11,3 11,3 11,3 34 11,3 20,4 20,4 10,3 16,4 14 17,16 16,1 16,1 16,1 16,1 37 16,1 24,8 24,8 24,8 24,8 24,8 23,52 21,6 21,6 21,6 21,6 79 21,6 6 6 6 6 10 6 7,1 7,1 7,1 7,1 21 7,1 11,2 11,2 11,2 11,2 18 11,4 11,1 11,1 11,1 11,1 43 11,1 14,5 14,5 5,6 14,4 25 12,36 9,7 9,7 9,7 9,7 51 9,7 16 16 11 13,7 19 14,84 13,3 13,3 13,3 13,3 45 13,3 13,8 13,8 8,3 13 20 12,52 11,6 11,6 11,6 11,6 45 11,6 20,6 20,6 20,6 13 23 20,13 16,2+ 16,2+ 16,2+ 16,2+ 53 20 7 5 5 4,9 7,6 13 5 ? 8,8 8,8 8,8 8,8 32 8,8 16 16 11,8 27,7 25 17,8 17,3 17,3 17,3 17,3 62 17,3 8,6 8,6 6,7 8,4 11 8,2 6,9 6,9 6,9 6,9 20 6,9 16,8 16,8 9,4 15,1 16 15,7 15,2 15,2 15,2 15,2 45 15,2 10,9 10,9 5,6 11,2 15 10,1 8,8 8,8 8,8 8,8 24 8,8 17,4 17,4 8,7 18,6 22 15,8 15,7 15,7 15,7 15,7 59 15,7 m3/år 151 150 182 ...(161) 222 109 135,6 193 259 85 133 160 194 106 83 182 106 16-Q2 sid 2 242 BILAGA 4 Sida 4 3 4 5 Syst Hus Ar 42 10 79-80 80-81 11 27 28 44 39 VATTENFÖRBF3JKNIN3, Man: 6 7 8 18 18,2 19 23,7 19 18,7 11 18,7 15 21,4 21,1 17,2 17 9,5 24 19,3 11,8 22,8 18 15,4 15,3 21,9 15,3 10,2 18 17 14,9 17,5 14,9 9 10 11 22 22 22 19 19 19 25,6 25,6 25,6 21,1 21,1 21,1 13,9 13,9 13,9 11,8 11,8 11,8 19 19 19 15,3 15,3 15,3 17,4 17,4 17,4 14,9 14,9 14,9 12 1 2 23,7 19 23,7 19 23,7 19 24,2 21,1 24,2 21,1 24,2 21,1 16,3 11,8 16,3 11,8 15,3 11,8 18,7 15,3 18,7 15,3 18,7 15,3 18,7 14,9 18,7 14,9 18,7 14,9 15,3 49,7 26 19 19 62 18,3 25,5 25 21,1 21,1 45 10,7 14,5 27 11,8 11,8 7 20,4 23 18 15,3 15,3 45 4,7 17,3 13 14,9 14,9 48 nrilv mån 9-3 m3/år 21,6 19 228 23,8 21,1 253 O CO 19,8 15,3 184 18 14,9 52 st 14,45 +4,6 itrilv = 173,4 m3/år exkl bevattning men i vissa fall inkl biltvätt etc. IN DA TA RA DH US EN 7 90 51 5- 8 00 51 5 sy st em 243 ro ^ rH CM CN CM rH CM rH CM •H O CM rH ^ OV CM 00 CO CM 00 cm CM VO 'sf CM * ■»C ■K O oo 00 oo oo p" co o O o r* 00 rH 81'* o 1 rH LO rH O oCO CM CM o. K CM rH O rH LO • • • oo + CM 00 rH CM CM «H rH ■K 1 1 ■K •1« LO 00 O vO VO * CM CM rH VO 8 O 8O 00 O 00 LO o O 1 ^ VO LO LO ^ LO p- * CM CM 1 rH 00 • • • CM 1 1 r* 10 rH CM CM i—i m r- LO 00 00 LO LO LO O O O i—i rH LO LO ^ o v 00 rH o oo OJ 00 rH 00 •—i *. rH LO o o • • • Os + • rH rH rH rH rH rH rH rH 1 + CM CM 8 r-* oo Ç5V rHC0 rH VO rH O O OCM rH rH CM VO o v vo o OS VO CO OO * rH CM 1 CM oo • • • • CM 1 1 OO 00 rH rH CM rH CO CM Os LO 8 CO r- oo O LO Q o oCO r- 8 LO VO CM vo oo O' o v 0V o LOrH OJ OV 00 VO k rH CM 1 CM LO rH • • • CM ! + + LO CM rH CM rH VO CO 10 CM O LO Q CM O oo CM LO CM ÖV rH & >H LO Or- OrH 8 OLO 00 o CM rH 00 OV rH rH t ? CM+ CM rH rH rH CM CM 00 LO Os P" [■"• OO rH ^ 8 O oCM CM VO CM OS 00 LO C0 rH VO > ° G =P 5 1 rH•Hä 'g'i sp 1P0 ip8© g > 6> ? > . . förH r* p rÛ ,03 P E eC > 1 1Q u w C 0 P ti > fÖP B 2 © w ud z à o :Q > CD r* > öv prC > = no E; rH C ©P •H a) -P 4H 1 C P 1 •H a P(0 p > p . «B P CJV Q:cd P «3 © -P P O P rd lo p m g rH 0) P g & C O P > r- © P R> C Æ 2 03 CD CM fÖ © rH c © Q < © no H CO > — > p — W a* Ö5 BIIAGA 4 Sida 5 IN DA TA RA DH US EN 8 00 51 4- 8 10 51 5 rH rH CO rH CN rH CN rH ^ O CN rH ^ G CN CO CO OJ CO VD +J S, CO G CO CO CO 8G LO G rH * * VD VD i—1 LO• CN G CN rH CN G LO g CO o CO rH CO 8 g * rHVD LO •»• • CN LO t—1 CN CN rH LO CN rH g CN CN CO CO CO CN co O' Oo LO vD LO LO C0 ■»• • 0) rH CN rH 1—1 rH CO co 8 OCO 8 Oo * VDO'o LO VD LO co• • 0) CN rH rH i—1 t—1 rH CN VO CN O' o G O- rH VD co o * G) LO G LO G rHLO CN CN rH rH LO CO O 8 o rH rHVD VD LO LO CO O' CO CN rH CN rH o CNrH CO rH rH co O t—1 CN O LO CO rH LO CN CO LO CO VD VD CN CO co CO• O co CN rH CN rH O' rH r- CO *=t VD LO * * VD G O vD iH LO LO rH (N CN rH G rH O 8 CO LOLO O' o 4« G CN LO co LO VD i__P LO LO CN CN rH Oco 8 OLO COo* CO CN 3 CNCN LO CO CN o O CN G rHCO CN rH rH CN VD O LO G O CN LO LO O' VD 4« O 0) CN co O' _ ** CO COO I VD ^ CO rH CN CO r- oj LO LO O I CN O I CN G rH LO ^ VD r- CN 4< ■K G VD O vD rH + * * ^ g (Tv rH rH I LO Q CO G CO CO lo r- CN I CO co CN LO CN I CN CO ! CO CNco g 4< •K g h; lo co CN I •K 4c LO O O CO CN I CN O- CO ! O LO LO CN * rH q g •H C ! • 3) 4J T & Q ) +) 4-J O -P 0 LO u ra ! Q, ç* O 4-) > r' Q) *h 0) d) CN K) > rH C 0) HM > *— > ^5 ^ W 04 0 O LO o* oo~ CN o gco + o VDcoI Oo o o o rH O rH + + ? 8 8 i 1 ? + oO OO VD CO I OO 8 8co •H+J ■S b x O o CO I BILAGA 4 Sida 6 244 245 «H CN^ co Q CM co CO CO rH LO CN CO rH LD CN CO rH CN ^ CO CN CN CN 00 CN CN ^ CN CN CO ^ rH rH LO O O CO I LO r—I LO O o\ Is- •P w Is- rH co LO e'­ O 00 Is- CO O LO O O LO co er» LO LO Is- CN rH Q LO CN co co LO V rH rH 1 LO• rH 1 1 rH d rH CN CN O io r- rH '—1 CT» CO rH O'» ^ rH Q o O co CN CO LO r-> r- C0 -H CN LO O LO m LO CN t— co LO rH <—1 co• q 1d co rH CN rH CN ! co Is- * LO LO r-- CN O o CO co rH O (Ts LO r- LO o r- CO LO er LO Is- O o LO co CN LO Is- LO ». rH CN 1 LO LO • CN 1 1 LO LO CN CN CN CO lo LO co r- (T> CN CN rH LO O o CO O LO LO ^ LO O 1 O'» rH LO r- CN CN 7-4 Is- LO CN rH 1 rH• • • o" 1 CN CN CN CN LO CN O LO O'» o rH (T rH C0 rH CN O LO Is- co O LO ». rH CN 1 rH rH• rH + + rH CN LO CN CN CN LO lq CO LO co LO Q O C0 CO O O CN LO r-* CN Is- CN Is- 00 CN CN LO LO o CO O rH LO rH CN 1 LO rH CO 1 1 rH LO rH CN CN CN LT) O e GP Q 0 0 g T •H •H Q> co ^ £ b ^ P P> °I0 rC G ■al ! lo ëM i rH•H a ! 0 y E > u « > t—j ßi. r* r* P rO rC P g (d e OJ -7 S 1 1 0 P 13 ç O U t3 43 S M > =“3 = & ° 3> a) S > UgP -H aJ p P 1 e P 1 Uw p > p , • 53 P o rtj :cü h (d Q) P P O P fp LO (0 M«H CD u Z Z S & g o P > Is- U g> G :<ü 2 d> (ü CN rp Q) rH (D Q< (D Tl h m >- > P — 04 Ö5 I BILAGA 4 Sida 7 IN DA TA GR ÄN DH US EN 8 00 51 4- 81 05 15 246 rH CN ^ CO Q CN NT 00 r- CN OO CN 10 CN OO rH CN 00 CN ooCO H CN 33 OLO Oo H H CO ["- CN r- ». H i—i CN t"* • • • • CN ! 1 r- LO 1—1 CN CN H 22 LO CO r- 00 oo L0 Os O oco LO H o 00 O O 1 00 00 LO L0 O CN LO 0» o» CN H H oo • CN 1 + H 00 H CN cP •Hu &fö jC K - 1 -p 0 -P 3> ip 1 U Ë c — > ^ eu ü5 2 •H *H+J +i■f i b ti BILAGA 4 Sida 8 BILAGA 5 DRIFTSTÖRNINGAR FRÄN INFLYTTNINGEN 77-78 TOM FÖRSOMMAREN 1980 1 INLEDNING En lång rad driftstörningar har vållat väsentliga problem. Ett par faktorer kan benämnas "dominanta", då de berört alla eller många hus, exempelvis • driftstörningar av flödesmätare • injustering av varmluftsystem De förstnämnda gav oväntade problem i samtliga vat­ tenkretsar och många problem av annan art "doldes" av flödesmätarproblemen. Exempelvis hittade man inte ett antal komponentfel och kopplingsfel förrän flödesmä- tarproblematiken var undanröjd. Att flera fel av oli­ ka slag på detta sätt överlappat och delvis skymt varandra har medfört att justeringar och intrimning dragit ut på tiden alldeles för länge. Husägarnas tå­ lamod har i vissa fall prövats hårt. De driftansvari­ ga har prövats minst lika hårt, men deras veklagan har man kanske i viss mån tagit för lätt på, så att erforderliga krafttag kommit en aning sent. 2 PROBLEM MED FLÖDESMÄTARE Ett grundläggande fel ligger på projekteringen av mätutrustningen, som inte i erforderlig grad uppmärk­ sammade de höga tryckfall som introducerades i kret­ sarna med flödesmätarna. Den första konsekvensen här­ av var att cirkulationspumparna i värmepumpsystem och i de stora solfångarkretsarna fick bytas till större. Nästa felkälla låg i de i Brunata-mätarna inbyggda filtren. Filtren har mycket liten kapacitet. Koppar- spån (rörkopplingar) och flagor från lödställen med­ förde snabb igensättning av filtren, med kraftig minskning av flödet som följd. Upprepade filterren­ göringar och spolningar av systemen gav ingen märkbar förbättring. - Föroreningar av detta slag är normala och förorsakar i regel inga driftstörningar. På rekommendation av leverantören demonterades filt­ ren (okt -nov 78), vilket medförde att mätarna snabbt slutade fungera. Under dec 78 och jan 79 installerades separata filter av fabrikat Modus med stor kapacitet och litet tryck­ fall före varje flödesmätare. Även dessa filter drab­ bades av igensättningar, problemet kvarstod fortfa­ rande . 248 I samråd med AB Modus provades olika filterinsatser. En väl fungerande insats kunde levereras i begränsat antal (ca 20 st) under mars 79. De resterande levere­ rades i juni 79. Under december 79 byttes samtliga flödesmätarinsat- ser. De demonterade insatserna (som varit i drift ca 6-9 mån) kontrollerades i en testrigg på KTH, med tillfredsställande resultat. I hus 14 och 18 måste annan typ av mätare installeras i förångarkretsarna (markslangarna), eftersom flödet visat sig vara för stort för Brunata-mätarna. Mätare av fabrikat Modus monterades under juni månad 79. Un­ der hösten insamlade mätvärden visade sig tvivelakti­ ga, varför mätarna åter byttes i januari 80. I hus 39 monterades under juni 79 flödesmätare av fabrikat Svensk Värmemätning i stället för Brunata. Problemen var med undantag för Modus-mätarna i jord­ värmehusen avklarade under sommaren 1979. Pålitliga driftvärden kunde erhållas fr o m juli månad 1979. 3 INJUSTERING AV VARMLUFTSYSTEMEN Det väsentliga problemet med samtliga varmluftsystem (systemen 24 och 42) var att man "på grund av den mänskliga faktorn" underlåtit att mäta uteluftflödet mellan ventilationsvärmeväxlaren och varmluftaggrega- tet. Detta hade till följd att trots korrekt injuste­ ring av såväl tilluft som frånluft, ett alldeles för litet återluftflöde förekommit i husen. Samtidigt pumpades för mycket uteluft in i systemet - annars hade balans inte kunnat uppstå, FIGUR 1. Drivet på detta sätt står huset under påtagligt över­ tryck och ett kraftigt ökat läckage ut genom alla o- tätheter förekommer. I verkligheten rörde det sig om kanske 30 - 50 % större luftflöde än vad som projek­ terats . Resultatet av en sådan injustering är emellertid för­ ödande för driftekonomin, vilket också avspeglar sig i de första energibalansmätningarna för samtliga varmlufthus. Räknemässigt borde felet ha gett ca 10 eller möjligen 20 % sämre driftresultat än förväntat. I delrapporten från 1979* redovisas mer än 40 %. Justering till rätt värden skedde mellan den 24 juli och den 4 sept 1979. Inverkan på energiförbrukningen under mätaret maj 79 - maj 80 är därför obetydlig. * R8 3:1979 avlu^t A mätning tittart A+C åtojdLuit C-8 l[A&nluit A Î^>î—1 1/P = väA.me.pump [/LA- vaA.mluitxgQAQ.gat l/l/X= vQ-nttlattonivöAmo.- växlaAQ. FIGUR 1 FELAKTIG INJUSTERING AV SAMTLIGA VARMLUFT- SYSTEM. B m3/h MÅSTE VÄRMAS "EXTRA" OCH UTGÖR SEDAN EXTRA LÄCKLUFT FRÄN SYSTEMET. 4 GENOMGÅNG AV DE OLIKA SYSTEMEN I PRAKTISK DRIFT 4.1 Referenshusen 12 R 3, 4 samt 12 G 35, 36 (frånluftsystem och elradiatorer) Dessa hus har inte vållat några bekymmer. Tvärtom, energiförbrukningen har legat mycket nära den för­ väntade under alla perioder. 4.2 System 14, värmepump + vattenradiatorer Hus R 6 Under perioden från inflyttningen i maj 1978 till ja nuari 1979 finns enbart manuella avläsningar. Vissa driftproblem i samband med igensatta filter i flödes mätare i radiatorkretsarna förekom. Den första inci­ denten inträffade i december 1978 för detta hus del, då överhettningsskyddet för genomströmningsvärmaren löste ut på grund av stopp i radiatorkretsen. Samma sak upprepades i januari 1979. Överhettningsskyddet byttes av Parka Norrahammar i februari 1979. I decem­ ber 1979 skedde ånyo samma sak. Utredningen ledde till upptäckten att man reglerat in systemet efter en felaktiq reqlerkurva. Ändring av reglerkurvan skedde 800226. Utredningen gav vid handen att returtemperaturen från radiatorkretsen var för hög på grund av den felaktiga reglerkurvan. Detta måste haft sin grund i en överdi­ mensionering av vattenradiatorerna. Rutinmässiga di­ mensioneringregler för (extremt) energisnåla hus syns ge kraftig överdimensionering av radiatorn, FIGUR 2. Samverkan av radiatortermostater och variator innebär ofta problem och i detta fall dolde kombinationen fe­ let . På grund av reglerfeiet gick värmepumpen igång allt­ för sällan och energiförbrukningen blev därför allde­ les för hög. Efter justering av reglerkurvan 800226 avsåg man att under en provdrifttid komma underfund med huruvida funktionen var helt tillfredsställande eller inte. Under denna period skedde emellertid vid okänd tid­ punkt ett köldmedieläckage, vilket upptäcktes 800425. Orsaken är inte känd. Detta hade självfallet som kon­ sekvens att värmepumpen inte fungerade trots den kor­ rigerade reglerkurvan. Vfumltdn-LnQitmp, °C FIGUR 2 ÄNDRING AV REGLERKURVAN I HUS 6, VÅREN 1980 Den 22 maj 1980 kunde köldmedieläckaget klaras av. Från denna tidpunkt har värmepumpen fungerat. Någon uppföljning av systemets funktion som helhet har inte kunnat göras, i varje fall inte med någon större precision, eftersom värmebehovet sedan maj 1980 till dess att detta skrivs inskränkt sig till varmvattenförbrukning. Övriga störningar i system 14 Hus 6 Dec 78 Överhettningsskydd för genomström- ningsvärmare löst (stopp i radia­ torkrets p g a igensatt filter). Jan 79 Överhettningsskydd löst Febr 79 Överhettningsskydd bytt av Parca- Norrahammar Dec 79 Överhettningsskydd löst. Utredning, åtgärd 800226 Apr 80 Köldmedieläckage vp. Åtgärdat 800522 Hus 14 781227 +8°C inne. Filter igensatt 790316 Vp går 10-15 sek/gång. SF Service 800131 Flödesm., brine-krets bytt 800818 Byte vp Hus 18 781102 Thermia kontrollerar vp och prov­ trycker jordslang ("stor åtgång glykol/vatten"). Thermia: Mycket luft i systemet, i övrigt OK 781130 Läckage i jordslang. Åtgärdat 781201 791218 Flödesmätare och filter i brine- krets demonterade (igensättning, högt tryckfall) 800131 Montering av ny flödesmätare i brine-krets 800818 Byte vp Hus 38 Inga nämnvärda störningar utöver ljud- och flödesmätare 4.3 System 24, värmepump, ventilations- värmeväxlare, varmluftuppvärmning. 252 Hus 5 780705 Vp stoppat. Felkoppling el; åtgär­ dat 780801. 781026 Vp stannar när avfrostning skall påbörjas. Kan återstartas manuellt, men stannar vid nästa avfrostning. Fel på exp ventil, åtgärdat 781208. 781215 Varmluftsystemets elbatteri ger en­ dast halv effekt. Undersökning vi­ sar felaktig elektrisk inkoppling (ca 2 veckor tidigare installerades separat elmätare, varvid felet san­ nolikt uppstått). Den falaktiga in­ kopplingen medförde att endast hal­ va batterieffekten kunde kopplas in. 781219 Sönderfrysning kondensor i vp och rör till varmluftsapparat. Frys- skyddsautomatik satt ur funktion genom avstängning av vp:s manöver­ strömbrytare (sannolikt hade någon i samband med annat arbete i appa­ ratrummet av misstag "kommit åt" strömbrytaren). Ny kondensor monte­ rad 790104, rörledningar reparerade 790108. Våren 79 Husägaren kör vp endast dagtid 791108 Driftstörn vp, inget vatten i rör mellan tank och vp. Litet läckage vid tankens röranslutning trolig orsak. 791204 Driftstörning vp, köldmediebrist. Läckage vid röranslutning, åtgärdat 791205. 791214 Köldmedieläckage p g a brusten löd­ ning. Läckage endast vid avfrost­ ning. Åtgärdat 791217. 800109 Driftstörning vp: fel på magnetven- til i köldmediekrets, vp åtrstartar för snabbt. Åtgärdat 800117. Hus 13 781218 Avfrostningsur bytt 790205 Störningar av fel i reglerutrust- ningen. Åtgärd 790207 Grändhusen (prod nr 29 och 32) Nedanstående uppräkning redovisar sådana driftstör­ ningar som gav anledning till utryckning. Hus 29 781231 Driftstörning vp, köldmediebrist. Åtgärdat 781231. 791106 Inomhustemp ca +10°C, ingen cir­ kulation vp-varmluftsapparat. Ingen luft i systemet. Efter tvångsspol- ning (baklänges) genom motorventil i vp steg innetemp på 3 timmar till +20ÖC. 791123 Inomhustemp ca +10°C. Ingen cirk vp-tank p g a luft i systemet. 791211 Inomhustemp +2°C. Luft i systemet. 791219 Inomhustemp +8°C. Luft i systemet. 800110 Luft i systemet. 800121 Luft i systemet. 800206 Vp avfrostar för ofta, trasig av- frostningstermostat. 800605 Exp.kärl och manometer kontrollera­ de : Exp.kärlet var helt "stumt", dvs all förtryckning utsläppt (föreg ägare). Åtgärdat 800605. Manometern visade ca 1 bar för mycket. Hus 32 780522 Driftstörning vp. Dålig cirk vp- tank p g a igensättning av flödes- mätarfilter. 790822 Lika ovan. 781031 Driftstörning vp, går 15-60 sek per gång. Dålig cirk vp-tank p g a luft i kondensorn och igensättning av flödesmätarfilter. Åtgärdat 781101. 781201 Driftstopp vp p g a felinställning av reglerutrustning. Åtgärdat 781208. 790116 Felfunktion reglersystem, har med­ fört att endast halv effekt har kopplats in. 254 790302 Driftstörning vp, dåligt vattenflö­ de p g a för stort tryckfall över nymonterade flexibla slanganslut­ ningar på vp. 790313 Fel i varmluftsystemets reglerut- rustning (e1-batteriets andra steg kopplas ständigt till och från, of­ ta med endast 1-30 sek inkopplings- tid). åtgärdat 790316. 790425 Driftstörning vp, går endast ca 2 min/gång. Dåligt flöde vp-tank, p g a igensättning av filter, åt­ gärdat 790503. 791108 Driftstörning vp, går mycket korta perioder, stannar i avfrostningslä- ge. Köldmedieläckage åtgärdat 791128. 791130 Driftstörning vp, exp.ventil bytt 791205. 800103 Driftstopp vp. Kompressor lossnat från ett motorfäste, köldmedieläc­ kage vid koppling på kompressor, åtgärdat 800109. 800111- 17 Vp avständ av rörentr p g a miss­ förstånd. 800408 Driftstörning vp. Läcka i rörkopp­ ling mellan vp och tank. 4.4 System 32. Solvärmt varmvatten Hus 8, 9 Inga driftstörningar (förutom flö- desmätare och filter). 800421 Temperaturgivare i tank flyttad till rör. Hus 40, 41 800417 Temperaturgivare i tank flyttad till rör. 255 4.5 System 42, stora solvärmesystem Hus 10 790102 Exp.kärl på vind nertappat (frys- risk). 790323 Inget vatten till RCAB. Läckage RCAB-batteri. Åtgärdat 790410. Uppfyllt. 791106 Reglerfel, temp.givare i tank bloc­ kerar cirk till varmluftsystemet. Ny givare levererad och monterad 791128. 800409 Samma reglerfel. Åtgärdat 800418 800421 Temperaturgivare för sol fångarsys­ temet flyttad, tank till rör Hus 11 780926 Fel på säkerhetsventil för sol fång­ arsystemet. Har öppnat men ej stängt, vatten från spilledning runnit ut på källargolvet. Åtgärdat 781004. 781101 RCAB stoppat, löst på motorskydd. Fläkten går baklänges, felkopplad vid installation av elmätare 790102 Exp.kärl för ack.tank nedtappat (frysrisk). 790323 Batteri i RCAB läck. Åtgärdat 790401 790626 Cirk.pump solfångarsystemet bytt. För lågt flöde berodde på pumpfel. Magnetventilens spole brändes vid arbetet, ny monterad 790927 790823 Rexovent-fläkt frånluft stoppad. Bygg 790824 790928 Exp.kärl och tank flyttat, syste­ met uppstartat 791106 Reglerfel, temp.givare i tank bloc­ kerar cirk.pump för varmluftsystem, trots att tanktemp ca 30°C. Ny givare monterad och levererad 791128. Sönderfrysning kollektorer. Nya kollektorer monterade och igångkörda 800306. Ny begr givare i tank (RCAB) 256 800421 Temperaturgivare för sol fångarsys­ tem flyttad, tank till rör. Hus 27 790808 Termostatfel i Rexovent, el-batteri inkopplat. 781010 Läckage kollektorer, sönderfrys- ning. Nya monterade. 781229 Exp.kärl för ack.tank sönderfruset. Nya kärl monterade 790427. 790808 Driftstopp solf, åtgärdat 790809. 791025 Ingen cirk RCAB. Fel på temp.givare i tank. Ny givare monterad 791101. 791108 Ingen cirk RCAB. Samma fell Annan typ av givare monterad 791128. 800124 Flödesmätare för RCAB visar 0. Kabelbrott, åtgärdat 800131. 800416 Temp.givare i tank flyttad till rör. 800730 Fel i inkoppling av reglercentral åtgärdat. Felet har inneburit att reglerventil aldrig släppt fram vatten tank-RCAB. Hus 28 780805 Cirk.pump solf system stoppat, löst på motorskydd. Orsak: glappkontakt vid kabelanslutning i apparatskåp. 790102 Exp.kärl för ack.tank nedtappet (för att undvika frysning). 790216 Exp.kärl sönderfruset. Undersökning visade att kärlet var helt fullt och vatten stod upp i hela luft- ningsröret?? Påfyllningsventil kontrollerad - OK (??) 790808 Cirk.pump för solf system stoppat. Pumpen bytt. 791106 Ingen cirk genom RCAB, fel på temp.givare i tank. Bytt 791107. 800417 Temp.givare för solf.system flyttad från tank - rör. 800730 Fel i inkoppling av reglercentral, åtgärdat. Felet har medfört att shuntventiler aldrig släppt fram vatten från ack.tanken till varm- luftsaggregatet. 4.6 Specialhuset system 44, varmluft, värmeväxling, solvärme, värmepump 257 780419 Sönderfruset expansionskärl. 790227 Vattenläckage från solkollekto- rernas luftkanal. 790301 För lågt flöde genom solfångare. Vp stannar. Problem med flödesmätare. 790328 Reglerfel kollektorfläkt (värmepum­ pens evaporator). 790330 Flödesmätare och filterinsatser de­ monterade . 790405 Issörja i förångaren. Cirkulations- pumpen går inte. 790426 Vp bryter på lågtryckspressostat. 790502 Vp går ej. Cirkulationspumpen i kollektorkretsen utlöst på motor­ skydd. Flödet genom kollektorerna oftast för lågt. 790503 Vp går inte. 790510 Vp går inte. 790722 Vp stannar efter 2 sek gångtid, återstart efter ca 3 min. 791001 Samma problem. 791006 Samma problem. 791010 Samma problem. Lab i Jönköping un­ dersöker om annan vätska kan använ­ das; besked så småningom negativt. 791112 Samma fel. 791214 Pumpen till varmluftaggregatet stannat. (Samma fel rapporterat från fläkt 800909; fel på kontak- tor. ) 800117 Pumpbyte + ändrad rördragning. Större cirkulationspump. 800324 Avfröstningstiden för lång. Kollek- torfläkten går även när vp är av­ stängd. 800505 Reglerutrustning för solfångarsys- tem och temperaturgivare flyttat från tank till utgående rör från värmeväxlare i tank. 17-Q2 258 800602 Funktionsfel cirkulationspump. 800705 Funktionsfel cirkulationspump. 800730 Fel i reglerutrustning. Hölje för ledning från givare vattenfylld, lödställe under vatten. 5 VÄRMEPUMPAR, LJUDPROBLEM Vid projekteringen av värmepumpinstallationerna i Täby var erfarenheterna från tidigare installationer mycket begränsade. Ingen av värmepumpsleverantörerna kunde exempelvis ge några uppgifter om värmepumparnas ljudalstring. För att ändå ta tillvara de erfarenhe­ ter som fanns diskuterades värmepumparnas uppställ­ ning, vibrationsdämpning m m med respektive leveran­ tör. Installationen av värmepumparna utfördes sedan enligt deras rekommendationer. Efter igångkörningen visade sig dock samtliga värme­ pumpar ge oacceptabla ljudnivåer. Hus Värmepump Ljudnivå vid igångkörning dB(A) 5 Fläkt 46 (sovrum) 6 Fläkt 47 ( ) 13 Westinghouse 34 ( ) 14 AGA/Thermia 51 (kök) 18 AGA/Thermia 37 (-"-) 29 Tour & Andersson 42 ( allrum) 32 Fläkt 42 ( ) 38 Tour & Andersson 48 ( ) 39 Fläkt 38 ( ) Kraven i SBN är 30 dB(A) i boningsrum och 35 i kök. I samråd med värmepumpleverantörerna påbörjades omgå­ ende ett omfattande arbete för att lösa ljudproble­ men. AGA-Thermia kunde genom uppställning av kompressorn på en tung stålplatta och med hjälp av bättre isole­ ring av höljet sänka ljudnivån i R 14 från 51 till 45 dB(a). Detta var ej tillfredsställande, men ytterli­ gare reducering av ljudnivån skulle inte kunna åstad­ kommas utan mycket omfattande ombyggnader av värme­ pumparna. Man beslöt då att byta ut dem mot en ny mo­ dell med lägre ljudnivå. Bytet utfördes under somma­ ren 1980. Ljudnivån är nu 36 dB(A) i kök i hus R 14 och 32 dB(A) i hus G 18:s vardagsrum. 259 FIGUR 3 Westinghouse's värmepump består av två enheter. Utom- husdelen med förångare, fläkt och kompressor, FIGUR 3,är placerad på balkongtaket. Inomhusdelen - i princip ett varmluftsaggregat - bestående av värmebatteri (kondensor), fläkt och ett el-batteri - är placerad i apparatrummet på vinden. Bägge enheterna medverkade till den höga ljudnivån. Byte av utomhusdelens vibra- tionsdämpare, bättre avisolering av rör- och kanal- genomföringar och förbättring av flexibla kanalan­ slutningar till inomhusdelen sänkte ljudnivån till 31 dB(A). Ljudet är dock på grund av sin lågfrekventa karaktär fortfarande påfrestande för familjen som bor i huset. En flyttning av utomhusdelen från balkongta­ ket till taket på intilliggande förråd skulle sanno­ likt ge ett tillfredsställande resultat. Detta har diskuterats, men något beslut har ännu inte fattats. För TA:s värmepumpar har 1judreducerande åtgärder hittills vidtagits i begränsad omfattning, t ex bätt­ re vibrationsisolering av anslutande luftkanal och montering av ljudfälla i denna. TA har dock erbjudit sig att vidta ytterligare och mer omfattande åtgärder för att sänka ljudnivån. Fläkt har efter successivt vidtagna åtgärder sänkt ljudnivåerna enligt nedan: 260 Hus 5 6 32 39 Ljudnivå, vid igångkörning 46 (sovrum) 47 ( ) 42 (allrum) 38 ( ) dB (A) efter åtgärder 30 (formellt godtagbart) 28 ( ) 37 ( ) 34 ( ) Som exempel på vidtagna åtgärder för Fläkts värmepum­ par kan hus R 5 redovisas: Vid inflyttning Ombyggnad av kanalanslutningar och montering av flexibla rör­ anslutningar Ljudfälla på vp:s luftintag Modifiering av kompressorns vibrâtionsdämpare Ljudnivå i "sämsta" sovrum 46 dB(A) 40 40 31 Byte av d:0 Byte av vibrationsdämpare under värmepumpen 30 29-30 dB(A) Under arbetet med ljudreduceringen uppstod andra problem. Den "förbättrade" vibrationsdämpningen av kompressorn gav visserligen en lägre ljudnivå, men samtidigt en större påfrestning av de till kompres­ sorn anslutna rörledningarna. En följd av detta blev också flera rörbrott med åtföljande läckage. Ytterli­ gare modifiering av värmepumparna (flexibla anslut­ ningar av köldmedierör t ex) vidtogs för att minska risken för dylika framtida problem. 6 FÖRSÖK ATT KLASSIFICERA DRIFTSTÖRNINGARNA I DE 22 EXPERIMENTHUSEN Enligt TABELL 1 kan man härleda inträffade fel till helt olika orsaker. Enligt den bedömning som gjorts har noterats • 45 komponentfel - de flesta i värmepumpar • 17 fel orsakade av mätutrustningen • 12 projekteringsfel • att man i 13 fall modifierat installationen med hänsyn till drifterfarenheterna 261 TABELL 1 FÖRSÖK TILL KLASSIFICERING AV DE DRIFT­ STÖRNINGAR SOM INTRÄFFAT I EXPERIMENTHUSEN Syst Hus Komp o Störn av Projek- Nya er- nr nentfel mätut- terings- faren- rustn fel heter 14 6 2 1 3 - 14 - 3 - -• 18 1 2 - 38 - - - - 22 Samtl Inga nämnvärda problem 24 5 71 1 - - 13 2 29 81 32 81 4 - 1 32 8 _ _ _ 1 9 - - - 1 40 - - - 1 41 - - - 1 42 10 3 — — 1 11 6 1 1 2 27 3 2 2 1 28 3 - 2 1 22S 34 Stort antal - prototyper av biosystem 44 39 2 3 4 3 Summa 45 17 12 13 Komponentfel i installationer behöver inte förekomma om en tillräckligt god produktutveckling föregått in­ troduktionen av systemen på marknaden. Täby- projek­ tets huvudsyfte var att göra en positionsbestämning av kunskapsläget bl a beträffande avancerade instal­ lationssystem och därvid råkade projektet ut för di­ lemmat att ett tillräckligt antal väl utprovade sys­ tem inte kunde erbjudas av svensk industri. De kompo­ nentfel som uppstått - mest i värmepumpar - beror sannolikt på val av fel utrustning eller utrustnings­ detalj och på att just produktutvecklingen i vissa fall helt enkelt inte hade kunnat genomföras. På sätt och vis är alltså alla komponentfelen ointressanta för resultatet i stort. De bör helt enkelt inte få förekomma i en så stor utsträckning att de i nämnvärd grad stör driften. Det finns heller ingen anledning att förmoda att man inte för attraktiva system som blir föremål för massproduktion skulle kunna i till­ räckligt hög grad undvika komponentfel. 262 Detta är en rätt central frågeställning i Täby- pro­ jektet. Vår fråga var bl a: Kan vi i stor skala bygga komplicerade energisparsystem? Svaret är att pro­ duktutveckling av rätt monumentala mått torde krävas bl a för att • plocka ihop rätt mix av komponenter o konstruera larm- och andra indikationssystem som visar hur systemen fungerar • optimera utrustningen så att den möter ekonomiska krav. Detta tar tid och kostar pengar. Sannolikt krävs 5 à 10 år för att denna problematik skall kunna klaras ut för några få system. Ännu mer tid krävs för en funge­ rande konkurrens mellan flera väl fungerande system. För att undvika missförstånd må nämnas att AGA-Ther- mias ytjordvärmesystem och TA:s värmepumpar avverkat en hel del av nämnda tid. Det är självklart att fel orsakat av mätutrustningen inte heller har något intresse för en eventuellt kom­ mande exploatering av ett antai installationstyper. Projekteringsfelen kan man emellertid aldrig helt komma ifrån. Sådana projekteringsfel faller emeller­ tid i allmänhet under de garantier som avges från säljare till köpare och borde därför inte heller vara särdeles besvärande i massproduktion. Samma sak gäl­ ler de fall där man här i Täby-projektet modifierat utrustningen med hänsyn till de drifterfarenheter man har fått. Detta är väl närmast att klassificera som ett slags resultat av en produktutveckling som skett under projektets gång. En väl fungerande garantibesiktning utförd av sakkun­ nig personal är ett grundläggande krav för att komp­ licerad teknik av detta slag skall kunna säljas. Trots allt finns tillräckligt med anledningar för att oväntade fel skall kunna uppstå. Det är en mycket viktig erfarenhet från Täby-projektet att man inte på allvar började komma tillrätta med felen förrän mät­ utrustningen var ordentligt intrimmad och den rela­ tivt sofistikerade information som denna mätutrust­ ning kunde ge utnyttjades av de för installationerna ansvariga. Slutsatsen är att alla tänkbara felfunk­ tioner måste utlösa någon form av larm. Med mikroda­ torteknik finns en oändlig massa möjligheter att in­ dikera vilka typer av fel som uppstår i exempelvis värmepumputrustningar. Eftersom mikrodatorteknik är relativt billig idag, ligger det nära till hands att använda sådan teknik. Naturligtvis finns det också mer konventionell äldre teknik, som på ett mycket en­ kelt sätt kan användas exempelvis med indikatorlampor för olika feltyper. Det viktigaste av allt är emellertid enkelhet. Det måste vara entydiga indikationer för att vanligt folk skall kunna vidta någon som helst åtgärd i de situa­ tioner då någonting strejkar i huset. Instruktionen får knappast vara mer svårförståelig än “tryck på knappen när lampan lyser" eller "ring till service­ mannen när siffran 9 blinkar". Naturligtvis finns människor som kan lufta en vätskekrets, byta en driv- rem eller justera ett varvtal med en justerskruv, men för flertalet människor bör nog sådana uppgifter und­ vikas . Slumpmässiga komponentfel kan inte accepteras i en sådan utsträckning som motsvarar alla komponentfel i Täby-projektet. Komponenter som lämpar sig för sin uppgift måste väljas ut så att haverier på grund av en slump praktiskt taget elimineras. Detta är en vik­ tig del av varje produktutveckling. 7 SAMMANFATTNING Under 1978, 79 och en stor del av 1980 har driftstör­ ningar varit vanliga. Störningarna har drabbat syste­ men i stort sett proportionellt mot antalet samver­ kande delsystem för energibesparing. Exempelvis har av de ca 100 driftstörningar av mer allvarlig art fördelningen varit som följer: System 24 (varmluft, värmeväxlare, värmepump samt styr­ system) 31 st System 42 (varmluft, värmeväxlare, solvärme, styrsystem) 28 st System 14 (vattenradiatorer, värme­ pump, styrsystem) 12 st System 32 (solvärmt varmvatten, styrsystem 4 st System 22 (ventilationsvärmeväx- lare, styrsystem) 0 st Dessutom har de båda specialhusen med rätt mycket obeprövad teknik varit hårt belastade. I ett tidigt skede förekom avsevärda problem med flö- desmätare, vilket dock är att betrakta som en direkt följd av att det rör sig om ett experimentprojekt med omfattande mätning. De flesta störningarna har berott på komponentfel (hälften av de ca 100). Detta är inte acceptabelt. I BEPRÖVAD teknik skall produktutvecklingen ha sett till att en sådan mix av komponenter ingår att have­ rier blir en sällsynthet. För att en teknik skall vara beprövad krävs först att den är känd sedan avse­ värd tid. Därefter måste den genomgå en utvecklings­ period under strikt kontroll av tillverkaren för att så småningom föras ut mer i frihet på marknaden. Kon­ kurrens mellan fabrikat krävs troligen innan ekono­ miskt optimala lösningar kan etablera sig fast på marknaden. Tiden från prototyp till fast etablering är troligen 10 år eller mer. Två fabrikat av värme­ pumpar syns ha haft ett par tre år av de 10 på nacken vid Täby-projektets upphandling. Driftresultaten från energisparsynpunkt syns väl överensstämma med mönstret för driftstörningar. Ju fler störningar desto mindre del av den beräknade energibesparingen har uppnåtts. Denna generalisering är dock mycket grov. Ett allvarligt driftproblem är värmepumparnas höga ljudnivå. Delvis är detta en projekteringsmiss. Det måste vara fel att installera värmepumpar på ett trä­ bjälklag, vilket skett i flera fall. Projektledningen och Fläkt var överens om att i princip försöka för­ lägga all utrustning utanför bostadsutrymmet. Enkla larmfunktioner för samtliga driftfall bör finnas. Ve­ terligen har inte ens de bäst utvecklade delsystemen i projektet sådana larm. Som en sammanfattande slutsats kan sägas att mer komplicerade system för energibesparing inte är fär­ diga för användning i enskilda - nya och därmed också energisnåla - småhus. Detta också med tanke på kost­ naden som här med få undantag är oacceptabelt hög. BILAGA 6 26522 s G 34 Multrum och gråvattenrening VÄRMEVÄXLING, MULTRUM SPECIALHUSET En lång rad besvärligheter uppstod under år 1978 och 1979 med själva multrummet. Först lyckades man inte ordna ventilationen så att trycken låg rätt, utan il­ laluktande gaser med stickande lukt. Efter en ordent­ lig tryckmätning av systemet och efter inmontering av en extra fläkt kunde dessa problem bemästras. Den komplicerade sammankopplingen med gråvattenrenings­ anläggningen gjorde dock att några läckagevägar al­ drig kunde helt kartläggas. Under denna tid blåstes mer än 100 m3/h varm och fuktig luft upp genom från- luftsystemet upp över tak. Denna ordinarie luftväg för frånluften kunde inte an­ vändas på grund av att den felaktigt inte kondensiso- lerats. Om den hade använts för den i värmeväxlaren kylda frånluften, hade stor risk funnits för att hu­ sets luft läckt in och kondenserat på röret samtidigt som frånluften åter värmts såväl av kondensationen som av värmeövergången av sensibel värme. Den nya frånluftkanalen drogs ut rakt genom källar­ vägg under entrén och upp i ett plaströr vid garage­ gaveln. Multrummet klarade inte den fuktbelastning det var utsatt för. Förutom den ordinarie belastningen över­ fördes ca 2 1 slam från gråvattenreningsanläggningen per dygn och detta gav ett vätskeöverskott av stor­ leksordningen 10 l/vecka, vilket måste pumpas bort. Efter ett antal översvämningar av källargolvet med latrinvatten, blev länspumpningarna rutin och var kanske mest besvärande för Toa-Thrones personal, som varje vecka fick komma ut och göra pumpningen. Efter drygt ett halvt års drift bedömdes multrumsbäd- den vara alltför sur för att en återgång till "nor­ mal" drift skulle kunna lyckas, varför multrummet tömdes och en ny bädd lades. Förhållandena blev inte mycket bättre på grund av att ett grundläggande fel finns hos alla nu existerande multrum på marknaden: Genomluftningeri fungerar inte tillräckligt bra, FIGUR 1. 18-Q2 266 {\nAn huieM, tilZ* lix^t ^ ca 15 m /k ' V 1 ; * JS /-r ; ; FIGUR 1 REDOVISNING AV LUFTENS VÄG GENOM MULTRUMMET I den lilla grupp intresserade personer som under det första driftåret följde anläggningen fanns docenterna Wolgast och Åberg, Uppsala, med. Båda dessa hade Cli­ vus multrumanläggningar i sina hus och de kunde vits­ orda att samma problem fanns med dessa anläggningar. Massan genomluftas inte och några 100 1 vatten står ständigt på botten av multrummet, medan de översta delarna torkar ut och "mumifieras" enligt Åberg. En god aerob process kan endast uppkomma i begränsade zoner i ett sådant multrum. Under hösten 1979 började AGA avveckla en del av sin värmedivision och sålde därvid även Svenska Toa- Throne AB. Samarbetsavtalet med UPO sades också upp och man beslöt att avveckla försöken med gråvattenre­ ning, närmast därför att ingen huvudman för fortsatt arbete fanns. I januari 1980 togs den alldeles för stora gråvattenreningsanläggningen bort under stort besvär. Samtidigt byggdes ventilationen av multrummet om, så att den mindre av de båda fläktar som fanns i systemet fick trycka in luft under multrummet, samti­ digt som den större fläkten tyristorreglerades och transporterade bort den luft som gick igenom massan samtidigt som den höll ett lagom avpassat undertryck ovanför bädden. Luftflödenas storleksordningar och fördelning framgår av FIGUR 2. Med detta arrangemang förbättrades förhållandena i multrummet påtagligt, men fortfarande uppnåddes inte en gynnsam temperaturnivå för aerob nedbrytning. Mät­ ningar gav vid flera tillfällen vid handen att tempe­ raturen i själva massan låg 3 à 4° under tilluften, som i sin tur togs direkt från värmeväxlaren och re­ dan då alltså var några grader undertempererad. Den genomsnittliga temperaturen under den driftperiod som följde var ca 15°C i massan, vilket inte är sär­ skilt bra för en aerob bakterieflora (bör vara +28°c). 267 FIGUR 2 MULTRUM MED NY LUFTFÖRING Det visade sig också att den låga temperaturen inte räckte för att avdunsta det vatten som tillfördes multrummet trots att de 2 l/dag slam från gråvatten­ reningen inte längre tillfördes multrummet. Gråvatt­ net gick, efter det att gråvattenreningsanläggningen var utriven, direkt till det kommunala avloppet. Efter ytterligare en översvämning hösten 1980 koppla­ des värme på under luftningstrappan och temperaturen i bäddens underkant fördes upp från ca 15° till ca 25°. En energiförbrukning av den storleksordning multrum­ met med denna förvärmning tog i anspråk är inte ac­ ceptabel i energisnåla hus. Nästa steg i utvecklingen var inkoppling av en Aquarex värmepump, som dels för­ värmer luften som går in i multrummet, dels tar till­ vara energin i frånluften innan den släpps ut i av- luftkanalen, FIGUR 3. Samtidigt med denna ombyggnad har snålspolande toa­ letter monterats bl a för att hindra flugor att komma upp i bostaden. Dessutom används frånluft från köket för att "mata multrummet" i stället för, som tidiga­ re, i värmeväxlaren förvärmd tilluft. Härvid accepte­ ras en viss obalans i värmeväxlaren, men denna oba­ lans är inte av så väsentlig storlek att verknings­ graden nämnvärt påverkas. Det överskott av frånluft som huset får med systemet ifråga bidrar dessutom till att stabilisera ventilationen, så att ett stän­ digt svagt undertryck finns i huset. indtipoLmde. to a. 268 i&paAaX A cci 100 m lh '■ 1 " 1 kyld 15u AquaA&x vaAmc- pump vcuimc (konvckton) ludn Aqucuicx. FIGUR 3 AQUAREX + MULTRUM. 77%//////ss/s? Vid inledningen av arbetena med biosystemen i hus 22S ansöktes om särskilt projektanslag från BFR, men an­ sökan avslogs på grund av att brist på medel inom denna sektor fanns. Huvuddelen av medlen har istället kanaliserats till bl a laboratorieförsök. Bl a har avdelningen för VA-teknik och Vattenkemi, KTH, fått en hel del anslag och arbetat med hithörande problem. Ett samarbete inleddes under hösten 1980 mellan avd för VA-teknik och Vattenkemi, Svenska Toa-Throne AB och författaren. Försöken understöds också av Elektro Standard AB i Katrineholm, som levererat värmepumpen. Institutionen för Mikrobiologi vid Statens Lantbruks­ universitet i Ultuna deltar också mer perifert i verksamheten. Under januari månad 1981 användes inte toaletterna på grund av semester. Förvärmningen med värmepumpen var tillslagen och bädden var i slutet av januari så torr att luftgenomflödet nådde ca 60 m3/h. Efter några da­ gars användning slammade bädden dock igen och luft­ flödet sjönk till under 50 m3/h. Vattennivån började åter stiga och urpumpning av ca 30 liter gjordes ef­ ter ca 14 dagars användning. För att undanröja de praktiska problemen med dränering monterades i febru­ ari 1981 en avloppsledning från multrummets botten. Hoppet om att avfuktning skulle kunna ske med hjälp av avdunstning fick uppges. I samband med ombyggnaden av avloppssystemet insattes också en behållare i stället för gråvattenreningsan­ läggningen. Denna behållare kan utrustas med viss 269 gråvattenreningsutrustning, men främst har den ut­ nyttjats för att mäta avloppsvattnets temperatur. Vad som registreras är ett slags rullande tidsmedelvärde, vilket efter beräkningar av tämligen enkelt slag ger en rätt god bild av avloppets karakteristiska tempe­ ratur när det lämnar huset. (Se kap 4.) I arbetet ingick från början också planer på att föl­ ja eventuella föroreningar i grundvattnet, som skulle kunna uppstå på grund av infiltrationen under källar­ golvet och resorptionen under gräsmattan. Därför slogs ett antal grundvattenobservationsrör och analy­ ser gjordes i samarbete med Institutionen för Kultur­ teknik, KTH, FIGUR 4. På grund av brist på anslag kunde inte heller dessa arbeten fullföljas, men ett par omgångar analyser har genomförts och redovisats. En tolkning av resultaten i detta sammanhang skulle föra alltför långt och säkra indikationer saknas för övrigt ännu. Grundvattenobservationsrören finns emel­ lertid och verksamheten kan återupptas om intresset för denna del av problematiken återuppstår. Energibalans Under den tid förf bott i huset har något för det mesta fungerat felaktigt. Läckluftflöden i biosyste­ met är det kanske största störningsmomentet. Om nu tankeexperimentet görs att huset fungerar helt perfekt och att en "normalfamilj" med 4 personer bor i huset, blir indata som följer: VA-förluster baseras på 150 m3 vatten/år Fuktavgivning i bostaden ca 3 kg/d (utöver pers) Transmissionsförluster 78,3 w/°C * (1-0,04) - - (styrsystemets inverkan) Ventilationsförluster 85 % temperaturverkningsgrad för den resterande växlaren med 200 m3/h samt 25 m3/h luftläckning - motsvarar 55 m3/h. Varmvattenberedaren tillförs 3.500 kWh/år Hushållsel är 4.000 kWh/år Detta ger enligt beräkningsmodellen: Förluster Tillförsel Diverse 44 Sol 2.550 Ventilation 2.253 Personer 1.893 Transmission 11.057 Hushållsel 4.000 Avdunstn 736 Varmvatten 3.500 VA-förluster 3.654 Värme 5 .810 Summa 17.753 Summa 17.753 Betald energi 13.310 En planerad ombyggnad med frånluftsvärmepump och ev en ytterligare mindre sådan, som tar värme ur mätbur- ken (FIGUR 4.2.10) och deponerar värme i en varmvat­ tenberedare beräknas minska energibehovet till ca 10.000 kWh. Inneklimat Det har varit mycket nyttigt att själv bo i ett för- sökshus. Många vanföreställningar om moderna hus blir man handgripligt av med. Exempelvis är ventilationen LÅNGT IFRÅN BRA med det flöde vi har (ca 225 m3/h). Inte ens i min hustrus och mitt sovrum med 80 m3/h utelufttillförsel (ca 2,5 oms) är vi nöjda med luftkvaliteten. Sannolikt måste man upp över 3 omsättningar, varför jag personligen tror på återluftsystem. Övertemperaturer sommartid på övervåningen^är också ett problem, men bär bjälper nog inte ens aterluft. Så stora flöden kan man inte praktiskt bantera. - så nog finns det mycket än att göra. - BILAGA 7 MÄTVÄRDESFEL FRÅN AUTOMATISKA REGISTRERINGAR AV ENERGIFLÖDEN MÄTÅRET 1980-81 I TABELL 1 redovisas stickprov ur hela mätmaterialet Där har i regel det "manuella" materialet inga luc- eftersom värdena ar skillnaden mellan två avläs ningar. "Automatvärdena" är påfyllda med medelvärden av registreringarna före och efter ett avbrott. (A - M)/M*100 är den procentuella avvikelsen mellan täckande värden från olika perioder. En genomgång av denna problematik har lett till att automatiskt registrerade värden för mätperioden 1980-81 underkänts. Sådana värden har alltså normalt inte använts i analysen och om det i något fall hänt att dessa värden använts som stöd för uppskattningar framgår detta klart av vidhängande text. TABELL 1 AV MCE GENOMFÖRDA JÄMFÖRELSER MELLAN AUTO­ MATISKT (A) OCH MANUELLT REGISTRERADE (M) ENERGIMÄT­ VÄRDEN Period/anm Hus­ mätare A M*100 M Anm: 790914 (kl 16.35) (12 G 35) 35 hush -0,3 (%) Godkända -800514 (kl 12.30) 35 varmv -0,6 rärden databortfall ca 4,5 % 35 värme -0,2 soTtnaren 1980 (12 G 35) 35 hush +7,6 Värdena tvintern 80-81 35 varmv +9,9 UNDERKÄNNS databortfall ca 8 % 35 värme +6,2 (kl 14.30) (12 R 03) 03 hush -0,1 Godkända (kl 11.15) 03 varmv -0,1 värden databortfall ca 6 % 03 värme -0,4 _ ll_ _ ll_ (12 R 04) 04 hush -0,6 Godkända 04 varmv -0,2 värden databortfall ca 6 % 04 värme -0,2 sommaren 1980 (12 R 04) 04 hush +7,6 Värdena tvintem 80-81 04 varmv +10,5 UNDERKÄNNS databortfall ca 18 % 04 värme +9,0 En systematisk genomräkning av samtliga automatiskt registrerade värden under det senaste mätåret gav myc­ ket stora avvikelser. Mycket grundliga genomgångar av förbrukningstalen gav exempelvis • radhus 4 uppvisade 10,2 % högre förbrukning med automatisk registrering och med komplettering genom beräkning av data under bortfalistider än med direkt avlästa värden, • kontroll av tre mätare i hus nr 9 under en månad gav 2,2 % högre automatiska registreringar för en mäta­ re, 9,5 % högre registrering för nästa mätare och överensstämmelse för den tredje mätaren - som stått stilla, • för hus 10 gav en analys med ifyllning av bortfallna data 2,1 % lägre energiförbrukning enligt den auto­ matiska registreringen i jämförelse med den manuel­ la, • för hus 35 och hela mätåret 80-81 gav de automatiska mätningarna 9,0 % högre värden än de direkt avlästa, varvid ifyllning skett genom att de automatiskt re­ gistrerade månadsmedelvärdena använts direkt - dvs databortfall har ersatts med månadsmedelvärdesdata från resterande registreringar. Ett^grundligare studium En fördjupad undersökning av de observerade differen­ serna gav vid handen att avvikande värden sannolikt uppstått genom störningar, TABELL 2. I allmänhet är skillnaderna små eller helt försumbara, men i vissa mätperioder förekommer kraftiga störningar så att av­ vikelser upp till flera 10-tal % tillfälligt uppstår. Tabellen redovisar exempel på en av många sådana kör­ ningar, där avvikelser mellan automatiska registre­ ringar och manuella avläsningar redovisas mätare för mätare och avläsningsperiod för avläsningsperiod. Av— läsningsperioderna bestäms här helt av de manuella av­ läsningarna som stansats och lagts in på databand. Ta­ bellen jämför alltså konstaterade skillnader mellan manuella avläsningar och registrerad tid i % då data­ systemet stått stilla. Man ser i tabellen att skillna­ derna är små eller obefintliga fram till 800715, medan man därefter har påfallande stora olikheter mellan bortfallsperioderna i % och den registrerade skillna­ den i kWh. Självfallet kan beloppet bli stort i perio­ der med°mycket stora databortfall, vilket helt enkelt beror på att systematiska faktorer påverkat händelse­ förloppet. I allmänhet har dock skillnaden varit av försumbar storlek under mätåret 79-80. Tabellen styr­ ker att de automatiska avläsningarna måste behandlas med yttersta varsamhet för att icke misstag skall gö­ ras för det andra mätårets del. TABELL 2 UTDRAG UR TOTAL GENOMGÅNG AV SAMTLIGA REGISTRERINGAR A = procentuell skillnad mellan mätaravläsning och automatisk registrering - Summa av tre mätare. B = procent tid med databortfall. A - B bör helst vara < förväntat mätfel Datum kl Hus 3 A B A-B Hus 4 A B A-B Anm 790621-0000 62,0 49,5 12,5 57,5 49,5 8,0 1 790713-1200 3,4 3,8 -0,4 4,8 3,8 1,0 790815-1000 18,7 23,5 -4,8 21,4 23,4 -2,0 2 790914-1300 3,6 2,7 0,9 3,4 2,7 0,7 791218-1200 0,0 0,1 -0,1 0,0 0,1 -0,1 800130-1200 0,1 0,0 0,1 0,0 0,0 0 800220-1000 22,1 21,4 0,7 23,9 21,4 2,5 800317-1100 0,0 0,0 0 -0,1 0,0 -0,1 800414-1000 19,3 19,9 -0,6 19,4 19,9 -0,5 800514-1000 15,6 11,6 4,0 18,7 11,6 7,1 800616-1000 3,7 6,3 -2,6 4,2 6,3 -2,1 800715-1000 99,4 85,9 3,5 81,5 85,9 -4,4 800815-1100 100,0 0,0 -1,8 13,1 -14,9! 3 till 810515 1) Inkörning, små värden. Bedömning svår m h t semester etc. 2) Hus 3 har 5 % avvikelse, vilket kan vara acceptabelt. 3) Helt oacceptabla avvikelser Datum kl Hus 8 A B A-B Hus 9 A B A-B Anm 790621-0000 53,4 49,4 - 55,4 49,5 5,9 4 790713-1300 2,4 3,8 -1,4 3,5 3,8 -0,3 790815-0900 16,4 23,4 -7,0 22,4 23,4 -1,0 5 790914-1400 3,6 2,7 0,9 3,5 2,7 0,8 791218-1300 0,1 0,1 0 0,1 0,1 0 800117-1100 -0,0 0,0 0 0,0 0,0 0 800220-1100 23,0 21,5 1,5 23,5 21,5 2,0 800317-1100 -0,0 0,0 0 -0,1 0,0 -0,1 800414-1100 20,0 19,9 0,1 19,5 19,9 -0,4 800514-1000 17,1 11,6 5,5 14,9 11,6 3,3 800616-1100 6,4 6,3 0,1 6,1 6,3 -0,2 800715-1000 80,3 85,9 -5,6 86,0 85,9 0,1 800815-1200 till 810515 -2,5 13,1 -15,6! -3,2 13,1 -16,3! 6 4) Inkörning, små värden acceptabelt med stora fel 5) Bedömning svår, kan möjligen förklaras genom att solvärme inverkar oregelbundet 6) Helt oacceptabla avvikelser. Största rimliga fel vid en slumptals- generering av bortfallna data Om bortfallna data är från samma population, bör en slumptalsgenerering av värden mellan säg -3a och +3c med ca 99 % säkerhet ge värdena samma möjliga storlek som de aktuella mätvärdena. En inverkan av olika stora bortfall kan därför lätt räknas ut med hjälp av slump­ tal kombinerade med den temperaturberoende energiför­ brukning som kan beräknas. I det generella fallet bör temperaturpåverkan tas med. För ett radhus är t ex temperaturpåverkan ca 90 W/°C (= Q). Detta framgår sedermera av analyserna i kapitel 4. Man kan göra som följer. • (0^ - 8U) för den registrerade perioden, dvs an­ talet registrerade dagar utan bortfall av data, kal­ las A. • (0£ - 9U) för perioden med bortfall kallas B. • Qv = (A - B) * q * t, där t = tiden för bort­ fall i h ger Qv, som är den systematiska delen av bortfallet. • Qv + Qgiump = Qp' där ar sYntetiska värden man fyller på. Qglump är slumptalsgenererade värden, varvid alla faktorer som påverkar Q antas bero på slumpen. Beräkningsgången blir • bestäm A och B • beräkna Qv • generera Qslump • sammanställ Qp Qp blir då en serie värden inom ett spridningsband som bestäms av de kriterier man bestämmer sig för be­ träffande spridningen. I det generella fallet bör man även för Qr (dvs registrerade data) separera Qv och Qs^ump f°r att fa grepp om spridningen Detta är trivialt, men det är rätt mödosamt om stora datamängder skall genereras på detta vis. En stor del av den tillförda energin är icke tempera­ turberoende. En delfråga är därför om sådana bortfall kan fyllas på med slumptalsgenererade värden. Denna fråga besvaras med ett exempel, där en slumpvis utvald elmätare behandlas och där storleksordningen av till­ kommande fel beräknas. Den mätare som utlottades råkade bli 13 E E 74, vilket betyder mätaren för hushållsel i radhus nr 13 under maj månad 1981. Här finns heller ingen systematisk på- 276 verkan av temperatur e d, varför den kan tjäna som ett första enkelt exempel. För detta fall visar dataregi­ streringen att av 31 dygnsvärden saknas 5 (i felfrek­ venslistan av någon anledning endast 4) . Qme(^ = 0,428 kW, °n_^ = 0,104 kW för de övriga 26. Det i och för sig systematiska tidsberoendet (vecko­ dag, timme, årstid) beaktas här inte för att inte onö­ digtvis tynga framställningen. Det intervall som nämndes, Q + 3a är således 0,116 kW till 0,740 kW. Slumptalsgenereringen betecknas □slump = °'116 + RAN * 0.312. (RAN = kod för slumptal mellan 0 och 1.) Den första serien som genererades bestod av följande värden: Q,1 = o,, 1516 Q ’ 2 = o,,4520 Q ' 3 = o,, 6309 Q1 4 = o,, 3017 Q ' 5 = 0,, 6799 □ med = 0,, 4432 °n-l = o,, 2216 Kvadratsumman av de enskilda värdenas avvikelse från medelvärdet är 0,1964 (kw)^. Genom att on_1 för den ursprungliga populationen är känd, kan kvadratsum­ man av avvikelserna för de 26 kända värdena lätt be­ räknas till 0,2704 (kW)Den nya standardavvikelsen blir *n-l 0,2704 + 0,0020 + 0,1972 31-1 0,125 Spridningen ökar alltså från 0,104 till 0,125. Medel­ värdet ändras också en aning, nämligen från 0,428 till 0,430, dvs med 0,5 %. Denna procedur har genomförts ett antal gånger utan att Qmed ändrats mer än 1 %. Detta är också ett för­ väntat resultat när man rent slumpmässigt genererar bortfallna värden, som inte kan förväntas systematiskt avvika från de observerade. Skillnaden mellan de "san­ na" värdena och de uppskattade värdena blir alltså synnerligen liten. Proceduren att fylla i data på ve­ dertaget sätt kan alltså inte generera tillnärmelsevis de fel som observerats i materialet. Slutsatsen är att om avvikelser mellan automatiskt (A) och manuellt (M) registrerade värden finns, är slump­ mässigt valda talserier inom spridningsintervallet för registrerade data inte orsaken till de fel som obser­ verats . För att fortsätta resonemanget med ett mer avancerat exempel tas november månad 1980 och Hus R4, TABELL 3. TABELL 3 EXEMPEL PÅ MISSTÄNKTA FEL I DET AUTO­ MATISKA REGISTRERINGSSYSTEMET UNDER MÄTÅRET 1980-81. PERIODEN 800815 TILL 810515 HUS R4. Period Bortfall Valt värde Rimligt Anm h kWh fel, kWh 800815-800914 614 695* ± 14 = man. avi (2 % fel ante 800915-800930 0 405,2 okt 0 1.181,5 nov 109 1.730,2 +118,7+20 26-30 nov dec 18 1.945,5 + 10 16 h dag 1 jan 1 2.124,9 + 1 feb 1 1.745,8 + 1 mars 0 1.897,9 apr 1.424,9 810515 kl 1505 72 530,2 +46,3+15 1-4 maj Sunma 815 h 13.681,1 164,7+30 max avi = (ca 12%) + 165 = 12.452 kWh 13.846,1 +30 kWh * Med "fel" avses av slumpen orsakad avvikelse. Den automa­ tiska registreringen antas här hypotetiskt vara "rätt". I TABELL 3 med medelvärden påfyllda, automatiskt re­ gistrerade värden anges resultat som skiljer sig 1.229 kWh från de manuellt registrerade värdena för perioden (man = 12.452 kWh). Bortfallet av mätdata är enligt utskrifter av data samt av felfrekvens sammanlagt 815 h. Nu kan emeller­ tid 614 h med bortfall under aüg - sepf. ersättas med manuella data (M), vilka från de automatiska datas (A) måttstock kan innehålla ett mindre fel. Detta är dock ointressant. Underoresterande 815 - 614 = 201 h med bortfall skall alltså tillförd effekt ha legat 6,11 kW lägre (dvs 1.229 kWh/201 h = 6.11 kW) än vad som registrerats i de automatiska mätningarna för att överensstämmelse mellan A och M skall uppnås. Detta är orimligt, eftersom den högsta registrerade dygnsmedeleffekten är ca 4,1 kWh. En genomgång av data ger vid handen att de båda stör­ re bortfallen skett under kalla perioder, en mellan den 28 och 30 nov och en 1 - 4 maj. Därför har till­ lagts 118,7 + 20 kWh (osäkerhet) resp 46,3 + 15 kWh för att kompensera detta (motsvarar Qv). Skillnaden mellan A och M ökar ytterligare med detta tillägg från 1.229 till 1.394 kWh. Det relativa felet uppgår därför till 11,20 % med en skattad osäkerhet när det gäller storleken av +0,24 %. I tabellen har gjorts en mycket enkel påfyllning av data med en bedömning av hur kylan under perioden, relativt sett, ökat behovet av energi i jämförelse med månadens medeltal (beloppen 118,7 resp 46,3 kWh). 278 Följande metod är betydligt noggrannare. Energibehovet för tredagarsperioder beräknas för att begränsa datamängden. 1 - 3 nov 172,3 kWh e± - eu = 22,39 4 - 6 " 161,5 " 18,26 7 - 9 " 186,4 " 20,04 10 - 12 " 194,0 " 21,84 13 - 15 " 166,2 " 19,92 16 - 18 " 149,0 " 14,32 19 - 21 " 180,5 16,50 (4d) 22 - 25 " X = 231,6 ( 3/4*x=l73,7) 17,45 Spridningen beräknas genom att förutsätta temperatur­ beroendet till 3 kWh/d,°C eller 9 kWh/3 d,°C (enl senare analys). Värdena standardiseras till tempera­ turdifferensen 20°, varvid serien blir 1 - 3 nov 150,79 4 - 6 " 177,16 7 - 9 " 185,04 mdlv = 61,13 kWh/d 10 - 12 " 177,44 spridn on_i = 6,53 13 - 15 " 166,92 för tredygnsperioder. 16 - 19 - 18 " 21 200,12 212,00 Endygnsper o = 11,32*) F ' = n-1 22 - 25 196,65 De felande dagarnas utetemperatur samt motsvarande temperaturskillnad är 0U 0i_eu 2 6 nov - 9,6 28,6 27 " - 8,9 27,9 28 " - 1,8 20,8 29 " - 7,4 26,4 30 " -11,0 30,0 *)°n-l:ld = V N-n °n-l :3d=P * i * 6,53 = 30-3 = 11,32 = o‘ n-1 De felande värdena består av tre delar: 279 1: mdlv — 3 o; 2: slumptal inom + 3 o; 3 temp.korr dat del 1: del 2: del 3: 26 nov 61,13-33,95=27,18 7,08 (28,6-20)*3 = 25,8 27 " 27,18 30,54 23,7 28 " 27,18 9,98 2,4 29 " 27,18 2,61 19,2 30 27,18 22,24 30 Summa 135,9 + 72,45 + 101,1 = 309,45 På detta sätt har genererats slumptal i kombination med temperaturkorrigering första som ovan ett flertal gånger. 1 : 135,9 + 72, 5 + 101,1 = 309,5 nästa 2 : 135,9 + 240,1 + 101,1 = 477,1 etc 3 : 135,9 + 178,3 + 101,1 = 415,3 n : 135,9 + 119,4 + 101,1 = mdlv 356,4 399,8 Detta skiljer sig obetydligt från det enklare värde för november månad som användes i TABELL 3, nämligen 1.730,2 / 30 * 5 + 118,7 = 407,1. Värdet i TABELL 3 tillädes en osäkerhet av + 20 kWh. Spridningen i de slumpgenererade värdena är~t 53 kWh. Fler exempel på stora skillnader mellan A och M ges i TABELLERNA 4 och 5. TABELL 3.3.4 EXEMPEL PÅ AVVIKELSER MANUELL - AUTOMA­ TISK REGISTRERING. KONTROLL AV TRE MÄTARE I HUS 9. EE0987 EE0988 EE0989 800715 kl 11.10 14.348 4.607 A 800616 kl 11.15 13.847 4.563 A Manuella data (M) 501 44 0 Au tom data (A) beräknade ur dygns- medelvärden. Bort­ fall 49 h av 720. 512 48 0 Avvikelse 2,2 % 9,1 % 0 TABELL 5 MEDELVÄRDESBILDADE DATA (MÅNADSMEDEL- VÄRDEN AV TIMMEDELVÄRDEN) OAVSETT BORTFALL FÖR DE 280 AUTOMATISKA REGISTRERINGARNA, HUS 35 35EE8 35EE89 35EE90 Summa 810515 kl 13.10 13.705 11.514 40.461 65.680 800815 kl 14.20 9.237 8.050 29.400 46.687 4.468 3.464 11.061 18.993 autom reg månadsmdlv 4.395 3.947 11.770 20.112 avvikelse -1,6 % +13,9 % +6,4 % +5,9 % antal dagar med reg bortfall 50 antal reg dagar 223 Sammanfattningsvis har samtliga hus utom ett, där jämförelse mellan A beräknade ur månadsmedelvärden och M kunnat göras visat avvikelser mellan +5 och +20 % . Detta qäller för tiden efter maj 1980M Slutsats Även sofistikerade metoder för ifyllning kan inte rimligtvis ändra avvikelsen mellan M och A mer än allra högst 1 %. Kvar står alltså minst 10 % fel. De automatiskt registrerade energidata från och med juni 1980 bör användas endast undantagsvis och då en­ dast med största försiktighet. Oregelbundet uppträ­ dande fel förekommer, varför manuellt registrerade data från mätare alltid måste kontrolleras innan slutsatser av mätresultaten dras. Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 760756-3 från Statens råd för byggnadsforskning till Tyréns Företagsgrupp AB, Stockholm. R13:1984 ISBN 91-540-4076-0 Art.nr: 6704013 Abonnemangsgrupp: W. Installationer Distribution: Svensk Byggtjänst Box 7853 103 99 Stockholm Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm Cirkapris 60 kr exki moms.