Forskning: Litet rör gav stora förluster
Amerikanska institutet för standarder och teknik (Nist) har studerat rörförluster i värmesystem som kombinerar solvärme med en värmepump. Studien visar förluster på nära nio procentenheter under sommaren, när det solvärmda vattnet har som högst temperatur.
På Nists område, som ligger centralt i Gaithersburg, Maryland, i östra USA, finns sedan något år tillbaka en forskningsvilla. I villan bor en virtuell familj med två vuxna och två barn, det vill säga huset är utrustat med tekniska system som styr dusch, spis, med mera, för att imitera en familj. Villan är bland annat försedd med solfångare och luft-/vätskevärmepump för tappvarmvatten, och under fem månader 2014 granskades förlusterna i systemet.
– Villan är på 257 kvadratmeter och har en ackumulatortank för solvärme på 303 liter, och en värmepump med en tank på 189 liter, berättade Tania Ullah, Nist, vid Ashraes vintermöte i Chicago.
Experimenthuset ser ut som helt vanlig, amerikansk villa. Men skenet bedrar. Här finns både experimentell vvs-teknik och en virtuell familj. Foto: Nist
Huset är byggt för att se om det är möjligt att nå plusenergi, alltså en byggnad som genererar mer energi utslaget över ett år än vad som används. Experimentet har hittills varit framgångsrikt. Huset togs i drift i juni 2013, och ett år senare kunde forskarna summera ett elöverskott som skulle räcka till att köra elbil drygt 200 mil. På solvärmesidan har Tania Ullah och hennes kollegor däremot kunnat konstatera vissa förluster, särskilt sommartid.
– Energiförlusten ökar på sommaren, i takt med temperaturskillnaden mellan inomhustemperaturen och det solvärmda vattnet. I juni kunde det solvärmda vattnet hålla över 50 grader, medan den omgivande temperaturen var drygt 20, sade hon.
Villans varmvattensystem hämtar energi från solfångare på verandataket. Värmen går till en ackumulatortank där det växlas mot inkommande kallvatten. Det inkommande vattnet går sedan till en värmepump som höjer temperaturen ytterligare om det behövs. Värmepumpen används endast till tappvarmvatten, rumsuppvärmningen har ett separat system.
Det är sedan tidigare känt att tvåtankssystem har lägre effektivitet än system med bara en ackumulatortank, och att detta beror framför allt på förluster från rören mellan tankarna. Vattnet kyls ned när det står still, och resultatet är att värmepumpen får höja temperaturen en andra gång på vatten som redan värmts av solen. I juni månad innebar rörförlusterna att andelen solvärmt vatten sjönk från 95 procent till 86.
– I ett tvåtankssystem ska rören ses som en del av lagringsvolymen. Rörförlusterna sommartid är en utmaning när man vill uppnå nollenergihus, även om rören är isolerade, sade Tania Ullah.
Isoleringen av rören lämnar utrymme för förbättring med svenska mått mätt. I forskningsvillan handlar det om 1-tums kopparrör som försetts med 1,3 centimeter tjock isolering. Totalt är det 3,2 meter rör med lagringsvolymen 1,7 liter som står för värmeförlusten.
Ingar Lindholm, Energi & Miljö nr 4 2015 sidan 32-33
På grund av ett feltryck saknas sista delen av texten i den tryckta utgåvan. Energi & Miljö beklagar felet.
Fakta Ashraes vintermöte
Den amerikanska ingenjörsorganisationen Ashrae (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) organiserar två större konferenser per år.
Vintermötet 2015, där bland annat denna studie presenterades, hölls i Chicago i januari.
