Analyse av forbedringspotensial med hensyn til delta T(T tur - T retur) i fjernvarmesystemer

Abstract

Gevinstene ved høy delta T i fjernvarmenett er velkjente; lavere varmetap, høyere virkningsgrad i varmeproduksjonsenheter, mindre pumpearbeid og større kapasitet i nettet. Hvor stor delta T i fjernvarmenettet blir, avhenger i stor grad av utformingen av abonnentsentralene og reguleringen av dem. Antall trinn varmeveksling i abonnentsentralen har innvirkning på total delta T, og ulike studier har her konkludert noe forskjellig. Enkelte har funnet at tre-trinns-sentraler gir best nedkjøling av primærvannet ved høye utetemperaturer, mens to-trinns-sentraler er best ved lave. Andre studier har funnet det teoretiske potensialet for nedkjøling til å være likt for to- og tre-trinns-sentraler.Underdimensjonering og tilsmussing av varmevekslere fører til lavere primær delta T. Seriekobling av radiatorsystem og ventilasjonssystem gir bedre nedkjøling av primærvannet. Akkumulatortanker i tappevannssystemet kan ha praktiske fordeler, men reduserer delta T.Riktig innstilling av ulike børverdier i tappevannssystemet er viktig for å oppnå høyest mulig delta T. Vannstrømmen i sirkulasjonsledningen bør være lavest mulig. For innstilling av alle parametre i tappevannsystemet må man samtidig passe på å overholde temperaturkrav i forhold til legionellasmitte. Optimalisering av vannstrøm og temperatur i radiatorsystem gir også en gevinst. Målinger er utført i en totrinns abonnentsentral tilknyttet fjernvarmenettet i Trondheim. I sentralen er det installert en tank mellom ettervarmeren og blandeventilen i tappevannssystemet for å dempe temperatursvingninger. To radiatorkretser og en ventilasjonskrets er koblet i parallell.Temperaturen ut fra blandeventilen bør være 65 °C for å holde temperaturen over 60 °C i hele sirkulasjonsledningen. Den sekundære temperaturen ut fra ettervarmeren bør være 72,5 °C for å holde 70 °C ut fra tanken. Dette gir en temperaturforskjell på 7,5 °C. Den målte temperaturen mellom disse målepunktene er hele 17 °C i gjennomsnitt. Dette fører til en større enn nødvendig innblanding av kaldt vann i blandeventilen, og lavere total delta T over sentralen. Fjernvarmeleverandørene krever en primær delta T på 50 °C over varmeveksleren for romoppvarming ved dimensjonerende utetemperatur(-19 °C i Trondheim). Målinger viser at dette kravet brytes allerede ved utetemperaturer rundt -5 °C og estimater peker mot en delta T på 30-33 °C ved dimensjonerende utetemperatur. Dette skyldes at varmeveksleren for romoppvarming er underdimensjonert.Systemvirkningsgraden er forholdet mellom levert energi til sluttmålet og den primære energien som trengs for å få det til. Primærenergifaktor for elektrisk energi er 3,31 mens den for varmeenergi levert til fjernvarmenettet i Trondheim er 1,46. Det er da antatt at søppel har en primærenergifaktor på 1.Systemvirkningsgraden for tappevannssystemet i den undersøkte abonnentsentralen er funnet til å være 0,2367. Det største varmetapet foregår i fordelingsnettet i bygget. 59 % av varmeenergien levert til abonnentsentralen går tapt her. Hvis man regner med at 25 % av den tapte energien kan nyttes til romoppvarming ender man opp med en systemvirkningsgrad på 0,3238.Beregninger viser at systemvirkningsgraden kun blir marginalt lavere ved å innføre akkumulering av tappevann i tappevannssystemet.