|
Kombianlæg
i Valby:
6 m2 selvbyg-solfangere, 180 liter vvb., lille sandlager
Forår 2003
En lille hilsen
her i den solfattige vintertid. Sidste sommer var jo en gudsbenådet
gave til solfangerfolket, så det var det helt rigtige år
at installere anlægget. Anlægget kørte formidabelt
og varmede både vand og gulve op hele sommeren, suppleret
med lidt olie.
Det store spørgsmål
da vi i sin tid var på kursus var jo hvor meget fangerne ville
give. Ville anlægget blive overdimensioneret med kogning til
følge, eller ville badevandet være halvkoldt.
Jeg er det sidste
år blevet meget klogere på erfaring, og ved at de 6
kvadratmeter solfanger ikke helt dækker mit behov for både
gulvvarme og brugsvand. (18 strips på 180 cm fordelt på
tre fangere med 6 i hver.) Hele sommeren var der varmt vand på
60 til 70 grader og det ellers kolde badeværelsegulv i kælderen,
var oftest dejligt varmt.
En simpel løsning
Jeg har indtil videre kørt med en meget simpel løsning.
Jeg slukker for fyret hvis der er sol og varme nok, men lader cirkulationspumpen
køre. Vandet i varmtvandsbeholderen varmer så gulvet
op ved hjælp af varmespiralen, der normalt fungerer som beholderens
opvarmningsspiral fra oliefyret. (Solvarmen tilføres med
en kappe rundt om beholderen.).
I løbet
af natten køles vandet i varmtvandsbeholderen så ned
til 25 til 30 grader, alt efter om der også er brugt varmt
vand til at bade. Det er mindre godt at der ikke er noget varmt
vand om morgenen, specielt når man har små børn.
Kældergulvet suger godt med varme til sig. Hvis pumpen ikke
er tændt, og gulvet derfor ikke varmes op, er der rigeligt
med varmt vand om morgenen, også hvis der er badet dagen før.
Hvis jeg vil være sikker på, at der er varmt vand og
et varmt gulv i badeværelset, sætter jeg oliefyret til
45 grader så der altid er varmt vand på minimum 45 grader.
Radiatorerne er lukket helt ned om sommeren.
Legionella er
jeg ikke bange for, fordi vandet i løbet af dagen bliver
mindst 60 grader varmt, og det kommer til at blive endnu højere,
når jeg får flere fangere koblet på. I øvrigt
bliver beholderen alligevel tømt næsten hver dag. Når
der under alle omstændigheder, skal være en varmekilde
til supplering koblet på hele tiden, fordi kældergulvet
er ubehageligt koldt på badeværelset hvis der ikke er
varme, så er det unødvendigt med motorventiler og alt
det sjov, som Batec bl.a. bruger i nogle af deres løsninger.
Det hele går alligevel ind i en samlet opvarmningspulje. Keep
it simple and stupid så virker det bedst.
Batecs løsning
er god, hvis det varme vand skal sikres som første prioritet,
og der kun er en el -patron som supplering. Opvarmningen skal så
holdes adskilt fra varmtvandsbeholderen, og eventuelt kun være
som et ekstra gode når solen skinner.
Med nogle flere solfangere vil mit system fungere optimalt. Men
som vi også diskuterede på kurset, er det vanskeligt
at vurdere, hvor meget ekstra fangerareal jeg skal bruge, når
der også er gulve og andre forbrugsenheder tilsluttet ud over
varmtvandsbeholderen. En forkert dimensionering vil medføre
en risiko for kogning under en hedbølge.
Dimensionering
af anlægget.
En hovedregel var som jeg husker det, at der skulle ca. 4 m2 solfangerareal
til en varmtvandsbeholder på 280 liter. Problemet er jo som
Leif bl.a. pointerede, at hvis anlægget er dimensioneret så
det kan varme gulvene op, og der ikke kan afsættes mere varme
i gulvene, så er den eneste redning mod kogning at tømme
varmtvandsbeholderen. På anlægget er der monteret en
varmeveksler på solfangerkredsen, der kan bruges til at lede
vandet til en buffertank el lignende.
Sandlageret
på 3 m3 sand under mit kælderbadeværelse, kunne
være en mulighed for at lave en "sikkerhedsventil".
Sandlageret vil typisk være under 4 - 8 grader som jorden
under huset. Men sandlageret skulle jo helst være et "langtidslager",
som anlægget skal dimensioneres til at opvarme, så det
langsomt kan afgive varmen op igennem de 70 mm isolering til betongulvet.
En anden og bedre mulighed ville være at koble en bufferbeholder
på systemet, eller varme terrassegulvet udenfor op.
Spørgsmålet
med dimensioneringen af den fremtidige vækst har jeg altså
ikke fået helt styr på, men jeg skulle gerne ende med:
- 18 m2 solfanger til en
- 180 liter varmtvandsbeholder,
- 20 m2 betongulv,
- 14 m2 køkkengulv af træplader med fliser på,
og et
- sandlager på 3 m3 sand. Og så altså en eller
andet
- kogningssikring i form af en beholder eller lignende.
Det er sikkert
muligt at beregne nogenlunde hvordan det skal dimensioneres, men
der er mange usikre faktorer i det, så det nemmeste er nok
at udbygge anlægget trinvist, og så se hvad der sker.
En faktor der
yderligere forvirrer billedet er nemlig, at der på centralvarmeanlægget
også er koblet en masseovn med indbygget vandtank og varmespiral.
Så spørgsmålet om hvordan alle disse varmekilder
og "varmeforbrugere" skal kobles sammen, har jeg puslet
med længe nu.
En vigtig faktor
har været at få afklaret, hvor meget ydelsen og forbruget
er for de forskellige enheder, under forskellige temperaturforhold.
Ydeevne om vinteren.
Et spørgsmål der trængte sig på dengang
på kurset i maj, var hvor meget anlægget ville tilføre
om vinteren. Det er jeg også ved at få svaret på
nu. I efteråret og januar var det så overskyet, at det
ikke lykkedes at få et fornuftigt billede af hvad anlægget
kunne yde. Men i februar, marts og april er det lykkedes at få
nogle data på det.
Oliefyret opvarmer
kun den øverste del af varmtvandsbeholderen på ca.
60 til 80 liter ud af de 180 liter. I starten af februar kunne anlægget
opvarme de ca. 100 liter vand i bunden af 180 liters beholderen
til 45 grader, og opnå en temperatur i fangeren på knap
50 grader.
I midten af
februar kunne temperaturen i beholderen komme op på ca. 50
grader og i fangeren på 60 grader. Dette er vel at mærke
med en udetemperatur på et par frostgrader og kun ca. 4 timers
sol på fangerarealet! Se
graf 1.
Midt i marts
måned er der allerede begyndt at komme rigtigt knald på.
På graf
2 ses at temperaturen i fangeren er over 70 grader og den varmer
vandet op til over 60 grader. Når den kommer op over de 60
grader som oliefyret er stillet til flader kurven ud, fordi solfangeren
herefter varmer hele beholderen på 180 l op, i stedet for
kun den nederste del på ca. 100 liter.
Endvidere supplerer
varmtvandsbeholderen gennem varmespiralen til opvarmningen af huset.
På grafen herover kan man se, at fangerens temperatur flader
ud ved ca. 70 grader, og en temperatur i beholderen på ca.
60 grader. Der er derfor længere intervaller imellem oliefyret
starter i de tre til fire timer.
Med et større
areal solfangere vil opvarmningen i dagtimerne sandsynligvis allerede
i marts måned kunne ske med solfangeren gennem varmtvandsbeholderens
varmespiral. Problemet er så at få afsat varmen om sommeren,
når solen rigtigt bager ned.
Ydeeven ved
vandforbrug.
Et andet spørgsmål var hvor meget varmtvandsforbruget
trækker på beholderen?
I marts måned
er de seks kvadratmeter solfangere på ca. 7 timers eksponering
i solen, i stand til at levere vand til ca. tre bade. Der skal tages
højde for at der er ca. 60 liter vand der er 60 grader forvarmet
i toppen af beholderen af oliefyret.
På graf
3 ses at solfangeren varmer beholderen ca. 40 grader op til
ca. 62 grader, mellem kl. 9 og kl. 12. Hvis der herefter bades én
gang nedkøles temperaturen til ca. 35 grader. Hvis der så
en time efter det første bad bades igen, når vandet
er opvarmet til ca. 40 grader, tømmes beholderen helt for
varmt vand og temperaturen bliver ca. 25 grader. I løbet
af ca. halvanden time er vandet igen varmet op til knap 40 grader
og man vil så kunne bade igen en tredje gang. I alt en varmetilførsel
på 60 grader til de 100 liter i bunden af beholderen.
Udetemperaturen
stiger som det ses i løbet af dagen fra 2 til 10 grader.
Som det fremgår er der rent faktisk meget at hente, allerede
her i de tidlige forårsmåneder. Det vil sige at man
kan forvente at anlægget, når solen skinner, kan supplere
varmen allerede fra midten af februar til og med oktober. November
december og januar er der ikke meget at hente, fordi dagene er meget
korte og solen står meget lavt, hvis den ellers er der. I
sommermånederne vil det alt efter vejret kunne køre
mere eller mindre selvstændigt. En periode på ca. 9
måneder hvor der kan være udbytte af anlægget,
er en del mere end jeg havde forventet, så det er meget positivt.
Jeg kan se at
det om vinteren har stor betydning med soltimernes antal, altså
dagens længde, og til en vis grad udgangspunktet for udetemperaturen.
Om sommeren er der omtrent dobbelt så meget varme i solen
som i marts måned hvor solen stadig står lavt. Det kan
jeg se, fordi anlægget kan opvarme hele beholderen på
180 liter om sommeren, men kun de nederste 100 liter om vinteren.
Det er svært at komme med præcise tal, fordi der hele
tiden kører supplerende varme fra oliefyret. Med lidt "købmandsregning"
kan man sjusse sig frem til følgende tal.
Dimensionering
med købmandsregning.
Der er 6 m2 solfanger, 100 liter i bunden af beholderen om vinteren
og ca. 200 liter i alt om sommeren, der opvarmes fra 20 grader.
I marts måned opvarmes det med ca. 10 til 15 grader i timen,
men tilvæksten falder drastisk når den overstiger oliefyrets
driftstemperatur.
Om sommeren
varmer anlægget hele varmtvandsbeholderen på ca. 200
liter op til 70 - 80 grader.
Hvis gulvet
også er tilsluttet opvarmes varmtvandsbeholderen kun til ca.
60 grader i løbet af dagen. Kældergulvet på 10
m2 tager altså ca. 20 grader fra om dagen, og køler
i løbet af natten vandet i beholderen ned til 25 til 30 grader.
Det vil sige
at de 10 km2 betongulv i kælderen, over et døgn skal
bruge den samme energi, som de 200 liter vand i varmtvandsbeholderen
der varmes op med 50 til 60 grader. Altså energien fra 6 m2
fangerareal.
Problemet er
bare at gulvet ikke må blive 60 til 80 grader varmt! Det må
sandlageret under gulvet godt. Varmen skal altså til sandlageret
eller i en buffertank, der så kan afgive varmen fordelt over
et døgn.
Hvis de 6 m2
kan opvarme 200 liter vand til 70 - 80 grader, så må
der til et anlæg med 18 m2 være behov for en bufferbeholder
på ca. 500 liter. Der burde så kunne opvarmes 20 m2
betongulv. Hvis sandlageret er opvarmet vil gulvvarmen i de 10 m2
betongulv ovenpå lageret ikke aftage noget varme og sandlageret
med gulv vil også fungere som et bufferlager.
En udbygget
anlægsløsning
Nu er det med at holde tungen lige i munden. Et forslag til en "simpel"
løsning på sammenkoblingen af solfangerkredsen kunne
være således.
Når returvæsken
fra varmtvandsbeholderens kappe overstiger 70 - 80 grader, åbner
en termostat for en parallel kreds, hvor væsken også
ledes til varmeveksleren. Herved undgås to motorventiler der
lukker for solfangerkredsløbet til varmtvandsbeholderen,
samtidig med at varmeveksler/varmekredsløbet åbnes.
Men det kræver at der er sikret tilstrækkelig køling
fra veksleren så varmtvandsbeholderen og hermed fangeren ikke
risikerer at koge.
Solvarmevekslerens
centralvarmekredsløb skal ledes til en separat gulvvarmekreds
med en cirkulationspumpe og termostatventiler til de enkelte gulve,
som dem Leif sælger. Når temperaturen i gulvvarmekredsen
når over ca. 50 grader åbner en termostat for sandlageret
og en 500 liters buffertank. Eventuelt kan de to sidste også
prioriteres ved forskellige temperaturer.
For at kunne
supplere med varme fra oliefyret i solfattige tider, skal fyret
være koblet på med en anden separat kreds med cirkulationspumpe
og to termostater. Den ene termostat åbner for varmespiralen
i varmtvandsbeholderen hvis temperaturen i toppen af varmtvandsbeholderen
kommer under 60 grader. Den anden termostat åbner hvis gulvvarmekredsen
kommer under 40 - 45 grader. Fyret vil så starte når
det kølige vand cirkulerer forbi fyrets termostat.
Buffertanken
behøver blot at bestå af en åben og velisoleret
tank, med to varmespiraler nedsænket ovenfra. En varmetilførsel
fra solfangerens varmeveksler i bunden, og en aftager fra centralvarmen
i toppen. En termostatventil åbner for en parallel centralvarmekreds,
der leder centralvarmens returvand til oliefyret ind igennem topspiralen
i buffertanken, når temperaturen her er varmere end returvandet
til oliefyret. Hvis tanken laves med en aftapningshane i bunden
kan vandmængden i buffertanken reguleres efter årstidernes
behov, så temperaturen i tanken bliver passende høj
til at det har en effekt.
En løsning med integreret masseovn
På kurset var der flere der havde masseovne ud over at de
ville have solfangere. En kursist havde planer om at koble hele
husets betongulve til en masseovn med varmerør i, men vidste
ikke om det kunne lade sig gøre. Spørgsmålet
var, hvor meget varme afgiver en kombination af solfangere og en
masseovn, i forhold til hvad både brugsvand og gulvvarme kræver
af varmetilførsel? Og ikke mindst hvordan kobles det hele
sammen?
Den løsning
jeg har fundet frem til, er igen baseret på at have et oliefyr
som supplerende varmekilde tilsluttet hele tiden, og jeg har prøvet
at gøre det så enkelt som muligt.
Om sommeren
shuntes vandet udenom masseovnen. Der er monteret en rørforbindelse
der forbinder til og afgang fra masseovnen. Den forbindelse kan
åbnes med en ventil og samtidig lukkes for forbindelsen til
masseovnen. Returen fra masseovnen må ikke lukkes med en ventil,
for hvis der er nogen der ved en fejl fyrer op i ovnen, sprænges
rørende af overtryk når vandtemperaturen når
kogepunktet. Er returen altid åben vil overtrykket løbe
til den åbne ekspansionsbeholder.
Om vinteren
er masseovnens vandtank og varmespiral koblet på kredsen med
oliefyret, således at returvandet fra radiatorer, gulve og
varmtvandsbeholder først ledes igennem masseovnen. Her opvarmer
ovnen vandet i centralvarmekredsen.
Inde i masseovnen
ledes det afkølede returvand fra oliefyrskredsen, først
til en vandtank på 20 liter ovenpå røgkammeret,
hvor det forvarmes. Herefter føres det videre gennem en kobberspiral,
ned langs bagsiden af brændkammeret i masseovnen, og tilbage
til oliefyret.
Oliefyret vil
automatisk stoppe, hvis vandtemperaturen fra masseovnen er over
60 grader, som fyret kan indstilles til, ellers forvarmes vandet
i masseovnen, hvilket medfører at intervallerne imellem opstart
af oliefyret forlænges. Man kunne forledes til at tro, at
den tid fyret er tændt også forkortes, men det er ikke
tilfældet, fordi fyret altid først starter på
et bestemt temperaturniveau, og stopper igen når vandet er
opvarmet ca. 10 grader. Vandet forvarmes i masseovnen ca. 4 til
5 grader, uanset hvilken temperatur vandet sendes ind i ovnen med.
Radiatorerne
i centralvarmen er koblet til oliefyrskredsen, og der er kun cirkulation
i kredsen når termostaterne på radiatorerne åbner.
Masseovnens
ydeevne.
Masseovnen opvarmer foruden vandet hele stueetagen, der er ombygget
med brede døråbninger imellem rummene, og dækker
derved halvdelen af boligens varmebehov med strålevarme og
luftkonvektion i ovnen. Den er kun tændt tre til fire timer
hver dag, med mindre det er meget koldt. Det er hyggeligt med ilden
om aftenen og den giver en rigtig god varmekomfort, fordi den virker
ligesom solen, der varmer alt det op den "kan stråle
på". Og man føler sig frem for alt ikke som en
fyrbøder døgnet rundt.
Indtil for nyligt
har masseovnen kun været udstyret med vandtanken ovenpå
det øverste røgkammer. Det nedsatte olieforbruget
på centralvarmen med ca. 15 %, ud over den direkte effekt
der blev afgivet i rummene i stueetagen. Det var jeg ikke tilfreds
med, fordi anlægget skulle kunne opvarme gulvene. Jeg var
faktisk af den opfattelse at ovnene tilsyneladende ikke er gode
til at varme vand med. Det kom slet ikke i nærheden af hvad
en metalkedel kan levere.
Efter en ombygning
med en rørføring lige bag brændkammeret ud over
tanken i toppen af ovnen, er den blevet meget bedre til at varme
vandet. Det viser sig nu at kombinationen af masseovnen og solfangeren
er helt ideel. Specielt i foråret og efteråret. Her
i april nedsætter mit underdimensionerede solfangeranlæg
oliefyrets brændetid med 65 % i dagtimerne og masseovnen nedsætter
brændetiden med nogenlunde det samme om aftenen og natten.
Om vinteren når det er koldt tændes op i masseovnen
både morgen og aften. Optændingen om morgenen kan med
en rigtigt dimensioneret solfanger antageligt undværes allerede
i marts. Efter alt at dømme burde et fuldt udbygget kombineret
anlæg, kunne nedsætte olieforbruget til 500 liter om
året. Forbruget vil så primært være i november,
december og januar, samt solfattige perioder om sommeren.
Det kombinerede
anlæg med solfanger og masseovn.
På graf
4 og graf
5 ses hvordan både masseovnen og solfangeren forlænger
intervallerne imellem oliefyrets opstart. Den orange kurve er returvandet
fra centralvarmen, og den lilla graf er vandet efter det har været
igennem masseovnen. Masseovnen forvarmer vandet med 4 til 5 grader,
når der er tændt for den, og temperaturen falder over
knap et døgn. Mellem kl. 13 til kl. 15 er temperaturen den
samme på vandet der løber til og fra ovnen. Den gule
kurve er fyrets temperatur, og intervallerne bliver længere
når masseovnen er tændt.
Den røde
kurve er temperaturen inde i toppen af ovnen. Den er på ca.
80 - 85 grader, men kan antageligt godt komme højere op ved
kraftigere fyring i kolde perioder. Den hvide kurve er temperaturen
udvendig på ovnen, som opnår en temperatur på
ca. 50 grader. Der er kun risiko for at brænde sig på
ovnen de tre timer den er tændt, en god ting hvis man har
små børn. Man kan eventuelt undgå at fyre i ovnen,
undtaget når børnene ikke er hjemme, eller er lagt
i seng.
Den blå
kurve er udendørstemperaturen, der midt i april svinger imellem
2 og 12 graders varme. Den grønne kurve viser temperaturen
indendørs i stueetagen, hvor masseovnen er den eneste varmekilde.
Den ligger meget stabilt og svinger med kun 0.7 grader over et døgn.
Koldest om morgenen med 22 ,5 grader, og varmest om aftenen med
23.2 grader, når der har været tændt op i ovnen
et par timer indtil kl 2100. Hvad temperaturen er inde i midten
af ovnen, har jeg ikke udstyr til at måle. Knækket på
kurven er imellem kl 3 og 8 om morgenen, og grafen er over et helt
døgn.
Om morgenen
er temperaturen inde i toppen af ovnen faldet til ca. 60 grader.
Den forvarmer derfor stadig vandet til midt på dagen, hvor
den så er faldet til ca. 50 grader. Solfangeren overtager
opvarmningen i løbet af formiddagen, som det ses på
grafen herunder. (Begge målinger er fra midt i april).
Den røde
kurve er temperaturen i fangeren, og den lilla er returen fra varmtvandsbeholderen.
Som det ses flader kurverne ud når temperaturen overstiger
oliefyrets temperatur, og samtidig forlænges intervallerne
imellem den gule kurves svingninger - dvs. oliefyrets opstart. Den
grønne og blå kurve er hhv. udvendig temperatur i solen
og i skyggen.
Fyret er på
grund af solfangerens varmetilførsel ikke i drift i tre timer
mellem kl.13 og kl.16. Med rigtig dimensionering skulle fyret kunne
stoppes hele dagen allerede i de tidlige forårsmåneder.
Problemet er som sagt at få nok køling om sommeren.
Sent om eftermiddagen
forvarmer det varme vand i varmtvandsbeholderen centralvarmekredsen,
indtil masseovnen igen er tændt op om aftenen og efterhånden
overtager opvarmningen.
Masseovnens
kapacitet.
Spørgsmålet om masseovnen alene kan opvarme et gulv
til et helt hus må være, at det kan den næppe,
medmindre det er en kæmpeovn. Der skal en kedel eller noget
lignende til, eventuelt en tokammerkedel med brændefyring.
Gulvets masse tjener så som brændefyrets "masse",
og vil grundet inertien medføre at brændefyret kan
tændes op færre gange i døgnet. Jeg kunne forestille
mig et en løsning med et velisoleret sandlager under gulvene,
der øgede massen hvor varmen kunne akkumuleres, ville være
ideel.
Man skal tænke
på at idéen med masseovnen jo er, at den skal afgive
varmen over en periode på ca. et døgn eller mere. Trækker
anlægget for meget varme ud af masseovnen, har man blot flyttet
fyrrummet op i stuen. Men som ovnen indgår i denne løsning
giver den et fornuftigt bidrag til at varme vandet, uden de store
omkostninger til etablering af tilslutningen til centralvarmeanlægget.
I den næste
tid skal jeg videre med projektet, hvor det så kommer til
at handle om tilslutning af et luftvarmeanlæg. For at opvarme
de andre etager i huset er der trukket ventilationsrør rundt
i rummene, og det er tanken at masseovnens indbyggede luftkonvektion,
skal bruges til at forsyne varmevekeksleren med opvarmet udblæsningsluft
om natten. Solfangeren skal om dagen forsyne luftanlægget
med varme, fra en varmeflade med varmt vand til opvarmning af indblæsningsluften.
Økonomi.
Masseovnen uden den nye varmespiral og den underdimensionerede solfanger
på 6 m2 har hidtil nedsat olieforbruget med 75 % over hele
året. Forbruget har været ca. 1000 liter olie pr. år
til 200 km2 bolig der ikke er specielt velisoleret. I en solrig
uge i april hvor masseoven er tændt op om aftenen, er forbruget
kun 25 liter olie pr. uge. Brændet er gratis og består
af loft og gulvbjælker fra nedrivning. Det er fyrretræ
og masseovnen elsker det tørre træ, der brænder
med en voldsom temperatur i en vældig fart.
Som selvbygger
på både masseovn og solfangeranlæg betyder det,
at investeringen allerede er hentet hjem i løbet af de to
første år. Endvidere er komforten i boligen optimal.
Et færdigt installeret anlæg vil nok have en "investeringshorisont"
på 4 til 5 år. Men man skal huske på at varmeudgifterne
ikke er fradragsberettigede, det er derimod en del af renteudgifterne
fra et lån til investeringen i anlægget. Varmeudgiften
nedbringes fra første dag investeringen er gjort, og for
hver varmekrone skal der skattemæssigt, være en indkomst
der er over dobbelt så stor. Så med et billigt realkreditlån
vil der meget vel kunne blive mere luft i budgettet i en kold tid.
Ja det var ordene
om erfaringerne jeg håber det kan være til gavn for
nogen. Du hører fra mig når jeg er kommet videre med
udbygningen her til sommer, og ved om det hele virker som forventet.
PS. Jeg er begyndt
at sælge og installere masseovnene, og interesserede er velkommen
til at kontakte mig.
Med venlig hilsen
Eigil Temte
Temte Struve
Development Firm
tlf. 2636 4024
|