Analyse av energiytelser til sirkulasjonspumper i bygninger

Abstract

Kravene til energibruk i bygninger har blitt stadig strengere de seneste årene. Dette stiller ikke bare store krav til bygningskroppen, men også til de tekniske systemene inne i bygningen. I EU finnes det over 140 millioner sirkulasjonspumper med et totalt energibehov på 53,2 TWh per år. Denne oppgaven tar for seg energibehovet til sirkulasjonspumper og mulighetene for å redusere dette energibehovet ved å benytte desentraliserte pumper.Oppgaven behandler relevant teori om virkemåten til sirkulasjonspumper. Videre blir egenskapene til reguleringsventiler og ulike anleggsutførelser for vannbårne varmeanlegg gjennomgått. Til slutt i litteraturstudiet beskrives prinsippet bak desentraliserte pumper. I metodedelen av oppgaven blir formler for trykkfallsberegninger gjennomgått og verifisert med trykkfallsberegninger i MagiCad for et varmeanlegg i en fritidsmesse ved Jørstadmoen militærleir. Det blir også utarbeidet matematiske modeller for egenskapene til reguleringsventiler.Det blir gjennomført simuleringer i Excel med timesverdier som sammenligner energibehovet til en sentral pumpe med energibehovet til desentraliserte pumper for varmeanlegget ved fritidsmessen. Disse sammenligningene viser en teoretisk besparelse i pumpeenergi på mellom 72,4 og 83,3 %. Den høyeste pumpeeffekten øker derimot med mellom 74,3 og 115,2 % hvis man bytter til desentraliserte pumper. Ved høye vannmengder er det den sentrale pumpen som bruker minst energi, men under 68 % av dimensjonerende vannmengde er de desentraliserte pumpene mest effektive. Varmeanlegg arbeider ofte langt unna dimensjonerende verdier og i dette tilfellet er gjennomsnittlig vannmengde i simuleringsperioden 9,2 % av dimensjonerende vannmengde. Desentraliserte pumper gir en besparelse i anleggskostnadene ved at man slipper å installere radiatortermostater og strupeventiler. Den opprinnelige pumpeenergien for varmeanlegget i fritidsmessen er for lite til at kun en besparelse i pumpeenergi kan forsvare en merinvestering. For et standard varmeanlegg som er satt til å inneholde en pumpe på 500 W, 80 radiatortermostater og strupeventiler kan dette derimot forsvare en merinvestering på 230 471 NOK eller 2881 NOK per radiator. Andre studier viser mulighetene for en besparelse i varmeenergi på mellom 19 og 50 % ved å benytte desentraliserte pumper. Årsaken til dette er mulighetene til en mer nøyaktig regulering, noe som kan spare energi ved for eksempel nattsenking av romtemperaturen. En besparelse i varmeenergi og utstyr kan forsvare en merinvestering i desentraliserte pumper på 7134 NOK per radiator i fritidsmessen.