TERMISKA ENERGIMÄTARE MED KORTA INTEGRERINGSTIDER€¦ · RISE Research InstitutesofSweden TERMISKA ENERGIMÄTARE MED KORTA INTEGRERINGSTIDER Björn Folkeson 21 november 2018 Samhällsbyggnad

RISE Research Institutes of Sweden

TERMISKA ENERGIMÄTARE MED KORTA INTEGRERINGSTIDER

Björn Folkeson

21 november 2018

SamhällsbyggnadEnergi och cirkulär ekonomi

§ Finns i hela Sverige

§ Oberoende statligt ägt forskningsinstitut

§ 2 300 anställda

§ Brett omfång av affärsområden och kunder

§ Mobilitet, digitalisering, energi och biobaserad ekonomi, hälsa och life science, hållbara städer och samhällen

§ Små- och medelstora företag 30 % av omsättningen

§ Anläggningar

§ Driver ett 100-tal test- och demo-miljöer

§ Provning, certifiering, teknisk utvärdering

§ Forskning!

2

RISE i korthetRISE Research Institutes of Sweden

Bakgrund

3

§ Fjärrvärme: >50 % av värmen och varmvattnet i Sverige

§ I varje fjärrvärmecentral en värmemätare§ Stor variation mätare på marknaden§ Fler ”snabba” mätare med kort integreringstid § Mätare med kort integreringstid

§ Mäter de bättre?§ Konstant last kontra dynamisk?§ Inte tidigare undersökt

4

Bakgrund

§ För att svara på frågan: provning i labb§ Simulerad varmvattenförbrukning i ett hushåll

§ Underlag för framtida krav på energimätare§ Om bättre mätning:

§ Bättre underlag för effektbaserad prismodell§ Bättre styrning av värmeleveransen§ Effektivare utnyttjande av produktionsanläggningar

5

Bakgrund

Uppfylla gällande energi- och klimatmål

Budget: 175 000 kr

Start: feb 2018

Slutrapport: publicerad okt 2018

Partners: RISE, Göteborg Energi

Fokusgrupp:

6

Bakgrund

Metod och genomförande

7

Utfört i provrigg FV4, RISE i Borås§ Fjärrvärme / el

§ Kapacitet 500 kW värme + 300 kW varmvatten

8

Metod och genomförande

Varmvatten från FVC

(simulerad familj)

Långsamma energimätare

Mellansnabba energimätare

Snabba energimätare

Riggens energimätare

9

Provningens upplägg

Jämförelse mellan olika energimätarna och riggens energimätning

§ Simulerad varmvattenförbrukning§ Tappcykel från Energiföretagen Sveriges

mätargrupp§ Genomsnittlig familj i genomsnittligt

hus§ 24 timmar lång§ Tappningar mellan 0,5 och 10 minuter

10

Tappcykel för varmvattenförbrukning

Timmar med början

01:0002:0003:0004:0005:0006:0007:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0000:00

DuschHandtvättDiskÖvrigt

Varje ruta motsvarar 30 sekunder

§ Fyra kategorier§ Dusch 0,2 l/s§ Handtvätt 0,1 l/s§ Disk 0,2 l/s§ Övrigt 0,05 l/s

§ Flöden baserade på normflöden i BBR§ Korrigerade till 40 °C vid tappstället

11


Timmar med början

01:0002:0003:0004:0005:0006:0007:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0000:00



§ Rimlighetskontroll§ Tappcykeln = 170 m3/år (55 °C)§ Sveby/SCB: 45 m3/år

§ Tappcykeln 3,7 gånger högre än schablon

§ Schablonen beaktar ej antal personer i hushållet§ Tappcykeln beaktar ej skillnader mellan ex.v.

vardag och helg

à Tappcykeln representerar en dag i huset när aktivitet pågår

§ Förbrukningens storlek har mindre betydelse§ De dynamiska förloppen är det intressanta§ Hur ofta är viktigare än hur mycket

12


Timmar med början

01:0002:0003:0004:0005:0006:0007:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0000:00



§ Ultraljudsmätare § Integreringsverk Kamstrup Multical 603§ Flödesmätare: Ultraflow 54

§ Temperatursensorer Pt500§ Nio mätare, tre konfigurationer av integreringstid

§ Normal 32 s§ Fast 8 s§ Mains 2 s

13

Energimätarna

§ Rigg ansluten till fjärrvärme och elpanna

§ Fjärrvärmecentral för varmvattenproduktion

§ Primärkrets§ 80 °C§ Statiskt tryck 5 bar§ Differenstryck 1 bar

§ Kallvatten§ 10 °C och 4 bar

§ Varmvatten§ 55 °C

14

Provningsuppställning

A B C D E F G H I

IHGFEDCBA

I H G F E D C B A

Inkommande kallvatten Varmvatten

Primär returledning

Primär framledning

Provningsriggens flödesmätare

Fjärr-värme-central

Provobjektens integreringsverk

Provningsriggens temperaturmätare


Provobjekt

§ Värmemätare i seriekoppling§ Samma volym vatten mellan varje

par tillopps- och returtemperaturgivare

§ Ordning:§ Normal, Fast, Mains, Normal…

§ Provningsriggens egen mätning för jämförelse

15

Provningsuppställning

A B C D E F G H I

IHGFEDCBA

I H G F E D C B A

Inkommande kallvatten Varmvatten

Primär returledning

Primär framledning

Provningsriggens flödesmätare

Fjärr-värme-central

Provobjektens integreringsverk



Provobjekt

16

Resultat

17

Provning 9 april 2018§ 24 timmar§ Teoretiskt: 0,47 m3

§ Utfall: 0,49 m3

18

Resultat

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

Flöd

e [l/

s]

Tem

pera

tur

[°C]

Tid [s]

Primär retur Varmvatten Primär framledning Flöde primär Flöde varmvatten

§ Jämförelse med provningsriggens energimätning

Med tappcykel

19

Resultat


Med tappcykel

20

Resultat

Mätare Mätt energi [kWh]

Differens från referens [kWh]

Differens från referens [%]

Medel per mätartyp [%]

A (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%-3,1%D (32 s) 25,2 -0,9 -3,6%

G (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%B (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,0%E (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%H (8 s) 25,8 -0,3 -1,3%C (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,2%F (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%I (2 s) 25,7 -0,4 -1,6%Referens 26,1 - - -


Med tappcykel Vid konstant flöde

21

Resultat





A (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%-3,1%D (32 s) 25,2 -0,9 -3,6%

G (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%B (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,0%E (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%H (8 s) 25,8 -0,3 -1,3%C (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,2%F (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%I (2 s) 25,7 -0,4 -1,6%Referens 26,1 - - -



22

Resultat





A (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%-3,1%D (32 s) 25,2 -0,9 -3,6%

G (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%B (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,0%E (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%H (8 s) 25,8 -0,3 -1,3%C (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,2%F (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%I (2 s) 25,7 -0,4 -1,6%Referens 26,1 - - -





A (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%-2,0%D (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%

G (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%B (8 s) 36,3 -0,8 -2,0%

-1,9%E (8 s) 36,3 -0,8 -2,0%H (8 s) 36,4 -0,7 -1,8%C (2 s) 36,3 -0,8 -2,0%

-2,1%F (2 s) 36,2 -0,9 -2,3%I (2 s) 36,3 -0,8 -2,0%Referens 37,1 - - -

§ Jämförelse med provningsutrustningens energimätning


23

Resultat





A (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%-3,1%D (32 s) 25,2 -0,9 -3,6%

G (32 s) 25,4 -0,7 -2,8%B (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,0%E (8 s) 25,5 -0,6 -2,4%H (8 s) 25,8 -0,3 -1,3%C (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%

-2,2%F (2 s) 25,5 -0,6 -2,4%I (2 s) 25,7 -0,4 -1,6%Referens 26,1 - - -





A (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%-2,0%D (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%

G (32 s) 36,3 -0,8 -2,0%B (8 s) 36,3 -0,8 -2,0%

-1,9%E (8 s) 36,3 -0,8 -2,0%H (8 s) 36,4 -0,7 -1,8%C (2 s) 36,3 -0,8 -2,0%

-2,1%F (2 s) 36,2 -0,9 -2,3%I (2 s) 36,3 -0,8 -2,0%Referens 37,1 - - -

≈≈≈

Varför -2 % mot provningsutrustningens mätning?

§ Extra provning med ytterligare en kalibrerad flödesmätare i serie

§ Resultat:

24

Resultat

Varför -2 % mot provningsutrustningens mätning?

§ Extra provning med ytterligare en kalibrerad flödesmätare i serie

§ Resultat: samma.à Energimätarna mäter 1,5 – 2 % lägre flöde än provningsutrustningen

25

Resultat

-2.5%

-2.0%

-1.5%

-1.0%

-0.5%

0.0%

Diffe

rens

, vol

ym [%

]

Diff från referensmätareKonstant flöde

Ref 1

Ref 2

Slutsats

26

Integreringstiden påverkar resultatet§ Konstant flöde: ingen skillnad mellan mätarna§ Tappcykel: mätarna med 32 s integreringstid

mätte 1 % lägre energi än de med 8 och 2 s integreringstidàBetydande skillnad mellan 32 och 8 s

integreringstidàKan ge stort utslag i energimängd under

mätarens livstid

Energimätarna visade 1,5 - 2 % lägre än provningsutrustningen

§ Utreddes ej i detalj varför§ Rådgör med mätartillverkaren i varje

tillämpning

27

Slutsats

§ Värmelast?§ Värmesystemet reglerar långsammare

§ Integreringstiden av mindre betydelse?§ Samtidig värme- och varmvattenlast?

§ Påverkas energimätningen för VV i samma utsträckning?

§ Påverkar varmvattenprioritering?§ Integreringstidens påverkan på totala

energimätningen på årsbasis?

§ Stämmer även hos verklig fjärrvärmekund?

28

Förslag för vidare studier

RISE Research Institutes of Sweden

[email protected] / +4610 516 5446

Tack!

SamhällsbyggnadEnergi och cirkulär ekonomi

HÄMTA RAPPORTEN(scrolla till botten)

KONTAKT

mailto:[email protected]

Documents

TERMISKA ENERGIMÄTARE MED KORTA INTEGRERINGSTIDER€¦ · RISE Research InstitutesofSweden TERMISKA ENERGIMÄTARE MED KORTA INTEGRERINGSTIDER Björn Folkeson 21 november 2018 Samhällsbyggnad