Här är villan som driver elbilen
Ty Newell har redan ett plusenergihus. Nu ska det företag han driver tillsammans med sin son få en nollenergilokal. Villan finns i USA, strax söder om Chicago, och levererade ett överskott på 4 000 kWh första året i full drift.
Villan är utformad för bästa möjliga utbyte av solljuset. I trädgården skymtar solcellerna.
– Det här ska bli det första nollenergilaboratoriet i landet! säger Ty Newell och ser sig om i Newell Instruments något oortodoxa lokaler.
På gräsmattan framför det som tidigare var en glaskonstnärs ateljé står en solpanel på ett ben, med ansiktet mot en grå och regnig himmel. Vi slinker snabbt in genom den öppna dörren, rakt in i ett virrvarr av testriggar och prylar. Oredan är skenbar. Företaget har precis övertagit även andra halvan av huset och inreder det nu till kontor – skrivborden är flyttade men alla saker har inte hunnit med. Medan vissa skulle storkna vid åsynen av alla grejor är det för andra en glimt av paradiset. Krukväxterna sitter i ställningar gjorda av böjda kopparrör, i hörnet står ett nyrenoverat kylskåp från 1935. Allt andas installationsteknik, och om sanningen ska fram, även en smula sportfiske.
Började med sensorer
Ty Newell startade företaget 1996, den främsta produkten var då sensorer för mätning av koncentrationer i olika vätskor, bland annat för kylsystem. Då låg det på universitetsområdet någon mil bort, där Ty Newell tills helt nyligen arbetade som professor i maskinteknik. Orten heter Champaign, den ligger några timmars körning söderut från Chicago över Illinois bördiga odlingslandskap. Klimatet här underlättar inte ambitionen att bygga ett nollenergilaboratorium. Somrarna är så heta att luftkonditionering är nödvändig från första sommardagen till den sista. Samtidigt är vintrarna kalla. Ur solenergiperspektiv är läget däremot inte alls dåligt, breddgraden motsvarar på ett ungefär södra Italien eller Madrid.
Ty Newell vet att han kommer att klara utmaningen att förvandla den gamla verkstaden till nollenergihus – han bor sedan 2010 i en egenkonstruerad plusenergivilla, ett hus som helt och hållet drivs på solel. Egentligen ska huset inte gå med plus, det begreppet används knappast i USA, men nu är det så. Anledningen är att paret Newell tänker skaffa en elbil, och i väntan på den genererar villan ett elöverskott varje år som till deras förargelse måste skänkas bort till det lokala energibolaget.
Det var tävlingen Solar Decathlon som fick bitarna att falla på plats för Ty Newell, som arbetat med solenergi sedan början av 80-talet. Tävlingen drivs av amerikanska energimyndigheten och går ut på att ta fram attraktiva hus som drivs med solenergi. Genom projektet blev det plötsligt uppenbart hur han skulle bära sig åt för att kunna bygga sitt nollenergihus. Solvärmen lades i malpåse och ersattes med solceller och värmepumpande teknik. Ett elöverskott sommartid är inget problem i en delstat där effekttopparna orsakas av komfortkyla.
Vill undvika speciallösningar
Alla pionjärer delar vissa svårigheter. Regelverk och byråkrati är två av dem. Ty Newell placerade medvetet sin ”Villa Equinox” inom stadsplanelagt område. Målet var att undvika speciallösningar som bara skulle kunna användas utanför stadsbyggnadskontorets territorium. När det gäller solpanelerna fick hans förfrågan oväntat resultat:
– Jag fick ett enormt formulär på kanske 50 sidor från kommunen att fylla i, men innan jag hann börja hörde de av sig. De hade tagit fram ett nytt dokument som bara var på en sida, de insåg väl att de skulle tjäna på det i längden, säger han och skrattar.
– Solelen för Villa Equinox kostar 3 dollar per dag, det är som en kopp kaffe. Frågan om solelens genombrott är inte en dollarfråga utan en fråga om marknadsföring, säger han.
Ekonomin brukar annars också ställa till det, och Ty Newell kan berätta att inte heller i USA anses solceller och extra isolering bidra till att höja husets värde. Alltså lämnas inga lån för de investeringarna.
Komponenter saknades
Ett annat hinder för den som vill bygga annorlunda är att det saknas komponenter. Finns inga välisolerade hus behövs inga små, effektiva värmepumpar, och så vidare. Detta dilemma löste Ty Newell genom att konstruera egna maskiner med de egenskaper han behövde och bygga dem av standardkomponenter. Målet är att ta fram produkter för konsumentmarknaden som kan legotillverkas. En av hans två baskomponenter är en värmepump för varmvatten, som hämtar energi från inomhusluften. I det här fallet är det luften på vinden som står för värmen.
– Det är lite lustigt, för det varmvatten du förbrukar på ett dygn motsvarar i snitt din metabolism under tolv timmar, säger Ty Newell.
Jag funderar över om det nu är dags att börja räkna in maten i energikalkylen för byggnader, men släpper tanken.
Luftbehandlingsaggregatet är döpt till Cerv, och förser huset med värme och kyla med hjälp av en värmepump. Inkommande luft filtreras och slussas sedan till rätt sida av värmepumpen beroende på om den ska värmas eller kylas. Frånluften hanteras på samma sätt. Dessutom har maskinen lägen för recirkulering av luften, både med värmning och kylning. Enheten har också ett bypass-läge, där friskluften slussas direkt in i huset. Hur luften hanteras beror på temperatur ute och inne, samt inneluftens kvalitet. Som standard används 2/3 återluft, tidsstyrd så att luften byts i en timme och sedan recirkuleras i två.
120 diodlampor lyser upp villan.
Avfrostningen sker genom att kompressorn kopplas bort en stund.
– Det påverkar kapaciteten mer än effekten, säger Ty Newell.
Hela enheten är fabriksbyggd och ingen kyltekniker behövs för att sätta den på plats. För närvarande används Zig-Bee för kommunikationen, men man avvaktar med det slutgiltiga valet av protokoll. Internt används en egen, proprietär algoritm.
– Vi håller oss positionerade och ser åt vilket håll det barkar, säger Ty Newell.
Hög andel återcirkulering
Återluft, som alltså används i Villa Equinox, är en för svenskar kontroversiell åtgärd. All frånluft, även luften från spisfläkten och toaletterna, återcirkuleras utan att det har någon dålig inverkan på innemiljön enligt Ty Newell.
– Vi visste inte vad vi skulle förvänta oss av den här lösningen, men den tycks fungera. Vi har inga problem med lukter, och vi håller koll på den relativa luftfuktigheten, som brukar stanna på 50 procent.
Köket är dragplåstret nummer ett, enligt Ty Newell.
Man skulle lätt kunna tro att Ty Newell är en energifanatiker som struntar i innemiljön, med tanke på recirkuleringen, men så är inte fallet. På Newell Instruments konstrueras som bäst en innemiljösensor som ska mäta bland annat radon och VOC. Frågan uppmärksammas allt mer i USA.
– Luftvägssjukdomarna ökar, och de är vanligare i norra USA. En lokal undersökning som visar att 50 procent av barnen hade luftvägsproblem, säger han.
Ty Newell vet att vägen är lång, men han vill på sikt skapa jobb för ingenjörer som hjälper villaägare att få ordning på sin luftkvalitet och innemiljön överhuvudtaget. Det lär inte bli lätt, i dagsläget anlitar de flesta som ska bygga ett enfamiljshus inte ens en arkitekt.
– Jag skulle också vilja att husägare utbildades och blev mer professionella, säger han.
Solpaneler i trädgården
Villa Equinox ligger bara ett stenkast bort i ett glest villaområde med en liten damm i mitten. Södersidan är vänd mot vägen, medan norrsidan med sina stora fönster riktar sig mot trädgården. Längst bort vid tomtgränsen står solpanelen på 8,2 kW som förser huset med all energi det behöver. Ty Newell visar runt med stor entusiasm, det är svårt att föreställa sig att han redan guidat tusentals besökare här.
– När folk kommer hit bryr de sig inte så mycket om värme och kyla. Det är köket som säljer designen, säger han.
Det stora allrummet har en rejäl köksdel och vardagsrum. Högt uppe under taket sitter en rad fönster som släpper in solen på vintern, men under sommarhalvåret skuggas av ett takutsprång. Under dem finns en rad lysdiodarmaturer som förser rummet med allmänbelysning. Lite vid sidan av syns innedelen på en luftvärmepump som ger stödvärme när det är riktigt kallt. Golvet är av polerad men obehandlad betong, och gör viss nytta även som fuktbuffert.
Tilluft via kylväska
Rundturen skiljer sig från en vanlig husesyn. Tvättstugans energisnåla maskiner får mycket tid. Likaså garderoben i paret Newells sovrum. Där sitter nämligen en kylväska monterad med botten mot väggen.
– Det visade sig att det inte fanns några välisolerade tilluftsboxar på marknaden, så jag tog den här, tog upp hål i botten och sidan och satte in ett filter. Anledningen till att den sitter i sovrummet är att den ska vara enkel att komma åt att byta filter i, säger Ty Newell.
I garaget finns två elskåp, ett stort som fördelar solelen och den inkommande elen från nätet, och ett litet för elbilen. Enligt beräkningarna ska familjen kunna göra alla korta och medellånga transporter med elbilen och fortfarande gå plus-minus-noll över ett år.
För att komma till apparatrummet hissar Ty Newell ned en stege från taket i det välfyllda skafferiet. Uppe på vinden är det lågt i tak och längs väggarna löper vatten- och luftkanalisationer. Just kanalerna ser ut att behöva ses över, de hänger som bananer mellan fästena. Ty Newell bekräftar att de ska bytas ut, det var praktiskt att ha mjuka kanaler när systemet provades ut men nu är det höga tryckfallet en oönskad egenskap som ska bort. Bredvid Cerv-enheten står en bärbar dator som registrerar allt som händer. Kondensvatten samlas upp i ett kärl, Ty Newell mäter upp det innan det hälls ut, och kontrollerar fukten i inomhusluften på flera olika punkter.
– Det gäller att göra vissa saker manuellt, så att man håller kontakten med utrustningen.
Får använda regnvatten
Vatten och regnvattenanvändning är viktiga frågor i USA. Ty Newell har lyckats driva igenom att han får använda regnvatten till trädgårdsbevattning och toalettspolningar. Helst skulle han även använda det i duscharna, men det är ännu inte godkänt av myndigheterna. Vattnet tas från husets tak och lagras i en tank på knappt 6,5 kubikmeter under gräsmattan. På baksidan av huset har han även en ”regndamm”, som just i dag verkligen gör skäl för namnet. Dammen tar emot överskottet när tanken blir full, och fångar även upp vatten från den omkringliggande tomten. Det samlas i sänkan och sjunker sedan sakta undan, ett sätt att avlasta dagvattenledningarna. Stuprören, med sin extra avtappning och ventiler, är det enda som avslöjar uppsamlingssystemet utifrån.
Inget för privat bruk
Det känns ironiskt att en man som ägnat stora delar av sin akademiska karriär till solvärme, bygger sig ett hus med enbart solceller.
– Jag anser inte att solvärme är lämpligt för privatpersoner. Det är för mycket tekniska problem och den värmer mest på sommaren, när många reser bort, säger han.
Vi lämnar Villa Equinox för ett besök på restaurang Äppelknytet, en hederlig sylta utan särskilda energiambitioner. En bit bort väntar firman på att Ty Newell ska komma tillbaka och fortsätta jobba. Det finns mycket att göra för den som vill se ett mer miljövänligt byggande i USA.
Text och foto Ingar Lindholm, Energi & Miljö nr 3/12 sid 42-45
- Fakta Villa Equinox
Equinox är solens vinkel vid vårdag och höstdagjämning, alltså när dag och natt är lika långa. Vinkeln har betydelse för husets arkitektur, den styr utformningen av takutsprånget som skuggar takfönstren under sommaren.
Energin kommer från 8,2 kW solpaneler
Huset ligger i Illinois, precis söder om Chicago, USA
Yta: 195 kvm, plus 56 kvm garage
Belysning: 120 diodlampor på 7 till 8 W.
