© Jodat Ympäristöenergia Oy

Esitys aiheesta: "© Jodat Ympäristöenergia Oy"— Esityksen transkriptio:

1 © Jodat Ympäristöenergia Oy

2 Aurinkolämpöjärjestelmät
Hybridiratkaisut Tikkurila Perustiedot aurinkoenergiasta ja järjestelmän toiminta Pääkomponentit ja rakenne Erikoisvaatimukset aurinkolämpöjärjestelmään Varaajan rakenteet Erilaiset hybridijärjestelmät Suunnittelu ja mitoitus Esimerkki aurinko, puu, lämpöpumppu ja sähköhybridi

3 Aurinkoenergiajärjestelmät
aktiiviset järjestelmät passiiviset järjestelmät lämpöjärjestelmät sähköjärjestelmät matalalämpöjärjestelmät korkealämpöjärjestelmät ilma lämmitys jäähdytys uima-allas lämmitys peilijärjestelmät käyttövesilämmitys talonlämmitys © Jodat Ympäristöenergia Oy

4 Käyttövesi ja hybridijärjestelmät
© Jodat Ympäristöenergia Oy

5 Vuotuinen kokonaissäteilymäärää
Jodat Ympäristöenergia Oy Vuotuinen kokonaissäteilymäärää globaalisäteilystä 25 – 50% lämmöntuottoa 10 – 14% sähköntuottoa 1000 kWh/m2 1200 kWh/m2 2000 kWh/m2 Jodat Ympäristöenergia Oy

6 Varjopanoraama Kolhon järjestelmässä
Mitattu erityinen keräimen vuosituotto: kWh/m² © Jodat Ympäristöenergia Oy

7 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Opastus © Jodat Ympäristöenergia Oy

8 Aurinkolämpöjärjestelmä
tuotanto ilmanpoisto aurinko keräimet keräinanturi © Jodat Ympäristöenergia Oy

9 Aurinkolämpöjärjestelmä
varastointi, jälkilämmitys ja kulutus käyttövesivaraaja kattila sähkövastus © Jodat Ympäristöenergia Oy

10 Aurinkolämpöjärjestelmä
pumppaus, täyttö ja turvallisuus © Jodat Ympäristöenergia Oy

11 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin © Jodat Ympäristöenergia Oy

12 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja © Jodat Ympäristöenergia Oy

13 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja © Jodat Ympäristöenergia Oy

14 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja pumppu © Jodat Ympäristöenergia Oy

15 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin ohjausyksikkö varaaja pumppu © Jodat Ympäristöenergia Oy

16 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä keräinanturi varaaja-anturi © Jodat Ympäristöenergia Oy

17 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT -20°K järjestelmä on pois päältä 10°C off 30°C © Jodat Ympäristöenergia Oy

18 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 6°K järjestelmä on käynnistynyt 36°C on 30°C © Jodat Ympäristöenergia Oy

19 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 10°K järjestelmä on päällä 60°C on 50°C © Jodat Ympäristöenergia Oy

20 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 4°K järjestelmä on pois päältä 65°C off 61°C © Jodat Ympäristöenergia Oy

21 © Jodat Ympäristöenergia Oy

22 Aurinkokeräimen hyötysuhdekäyrä
Aurinkokeräimen hyötysuhdekäyrä kertoo tarkasti keräimen ominaisuuksista ja auttaa suunnittelijaa valitsemaan kuhunkin tarkoitukseen sopivimman keräimen. Y-akselilla on prosenttiosuus hyödyksi saadusta energiasta suhteessa keräimeen kohdistuvaan säteilyyn. X-akselilla on keräimen keskilämpötilan (Tm) ja keräintä ympäröivän ilman (Tamb) välinen lämpötilaero. © Jodat Ympäristöenergia Oy

23 Lämmön laatua lkv 100 l, 60˚C lkv 300 l, 35˚C 100 l, 30˚C kv
kv 10˚C kv 10˚C Q = m * c * ΔT 300 kg * 1,16 Wh/kg*K *25 K = Wh Q = m * c * ΔT 100 kg * 1,16 Wh/kg*K * 5 K = Wh 100 kg * 1,16 Wh/kg*K *20 K = Wh 100 kg * 1,16 Wh/kg*K *50 K = Wh 8 700 Wh © Jodat Ympäristöenergia Oy

24 Vaatimukset lämmitysjärjestelmään ja varaajaan
Jälkilämmitysalue niin suuri kun tarpeellinen Tavallinen lämmönlähde korkea ja kapea (Suhde korkeus halkaisija 2,5>1) hyvin eristetty kierukka varaajan pohjassa (isossa varaajassa kerrostuvat lämmönvaihtimet myös ylempänä) Viileät olosuhteet varaajassa että aurinkolämpö-järjestelmän hyötysuhde pysy korkealla Aurinko © Jodat Ympäristöenergia Oy

25 energiavaraajan kytkentäsuositus
TE1: anturi aurinkokeräin meno talvi TE2: anturi varaaja-ala lkv-jälkilämmityskierukka TE3: anturi jälkilämmitys on TE4: anturi jälkilämmitys off TS1 TE3 TS1: termostaattisekoittaja käyttövedelle TS2: termostaattisekoittaja käyttövedelle (pakollinen max. 65⁰C) meno kesä paluu kesä lkv-esilämmityskierukka TS2 meno lattialämmitys meno kattila TE2 paluu lattialämmitys paluu kattila aurinkokierukka paluu talvi TE4 © Jodat Ympäristöenergia Oy

26 Varaajan aurinkolämmönvaihdin
Pienessä hybridivaraajassa (300 l l) pystykierukka on tavallisesti sisäänrakennettu. Siihen voi kytkeä noin m2 keräinpinta-alan. Tärkeä on tarkistaa kierukan luovutuspinta-ala (suhde 1m2 kierukka / max. 5m2 keräin) Isommat aurinkolämpöjärjestelmät kytketään yleensä ulkopuolisen levylämmönvaihtimen kautta. © Jodat Ympäristöenergia Oy

27 Ulkopuolinen levylämmönvaihdin
Kytkentä,- ja ohjaussuositus S1 Anturit S1 keräin S2 varaaja S3 lämmönvaihdin/ pakkassuoja Relet S1 ensiöpumppu R2 toisiopumppu R3 pakkasuoja kolmentieventtiili R1 S3 R3 S2 R2 © Jodat Ympäristöenergia Oy

28 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Opastus © Jodat Ympäristöenergia Oy

29 Hybridijärjestelmä kv,- ja talon lämmitys
paluu keräimeen meno keräimestä lämmin käyttövesi kylmä käyttövesi kierto lämmin käyttövesi Valmiiksi kytketty energiavaraaja omakotitalossa © Jodat Ympäristöenergia Oy

30 energiavaraaja AKVA SOLAR
Varaaja on täytetty lämmitysvedellä. Käyttövesi lämmitetään kahdella kierukalla (alhaalla esilämmityskierukka, ylhäällä jälkilämmityskierukka) Lämpö hyödynnetään sekä käyttöveden että talonlämmitykseen. 30 © Jodat Ympäristöenergia Oy

31 Ratio-akkuvaraaja käyttövesimoduulilla

32 Käyttövesimoduuli FriWa Mini
venttiilit anturi Pt 1000 letkuventtiili levylämmönvaihdin letkuventtiili virtausanturi taajuusmuuntajapumppu eristekotelo palloventtiilit vapaakiertoeste

33 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Opastus © Jodat Ympäristöenergia Oy

34 Aurinko-sähköhybridi käyttövedelle
(lähde:

35 Aurinko-öljyhybridi käyttövedelle
(lähde:

36 Aurinko-pellettihybridi käyttövedelle ja lämmitykseen
P1: aurinkopiirin pumppu P2: kattilan pumppu P3: lämpöpiirin pumppu M1: moottorisekoittaja lämpöpiiri Vm: kattilavaraajaventtiili BWM: käyttövesisekoittaja keräimet lämmin kv kylmä kv pelletti-kattila (lähde:

37 Aurinko-puu pellettihybridi käyttövedelle ja lämmitykseen
P1: aurinkopiirin ensiöpumppu P2: aurinkopiirin toisiopumppu P3: kattilapumppu P4: lämpöpiirin pumppu P5: pumppu RatioFresh ensiöpuoli P6: kv- kiertopumppu M1: moottorisekoittaja lämpöpiiri V1: termostaatti paluuventtiili LLV: levylämmönvaihdin keräimet Kv- kierto kylmä kv lämmin kv sähkövastus puu-kattila LLV (lähde:

38 © Jodat Ympäristöenergia Oy
Opastus © Jodat Ympäristöenergia Oy

39 Kulutuksen kartoitus ja mitoitus
Käyttövesijärjestelmä lämmin vesi kulutustaulukko kWh/henk/vrk henkilömäärä 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pieni (kWh) 1,7 3,5 5,2 7,0 8,7 10,4 12,2 13,9 15,7 17,4 normi (kWh) 2,9 5,8 11,6 14,5 20,3 23,2 26,1 29,0 taulukkomitoitus keräinpinta-ala (apertuuri) ja käyttövesivaraaja  henkilömäärä 1 2 3 4 5 6 7 keräin m2/henkilö min 1,2 2,4 3,6 4,8 7,2 8,4 keräin m2/henkilö max 8 10 12 14 varaaja l/henkilö min 75 150 225 300 375 450 525 varaaja l/henkilö max 100 200 400 500 600 700 © Jodat Ympäristöenergia Oy

40 Lämpöjärjestelmän mitoitustaulukko
Koska talon ei voi auringolla järkevästi lämmittää, aurinkoenergia voidaan hyödyntää ainoastaan kesällä kosteiden tilan lattialämmitykseen. Taulukossa kulutus kesällä kWh/ m² /vrk Huom. varaajan tyyppi energiavaraaja m² 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 *minimi teho (10 W/m2) 0,24 0,5 0,7 1,0 1,2 1,4 1,7 1,9 2,2 2,4 pieni teho (30 W/m2) 0,72 2,9 3,6 4,3 5,0 5,8 6,5 7,2 suuri teho (50 W/m2) 4,8 6,0 8,4 9,6 10,8 12,0 * passiivitalo © Jodat Ympäristöenergia Oy

41 © Jodat Ympäristöenergia Oy

42 Lämpöjärjestelmä kokonaisuus
keräinlämpötila S7 ulkolämpötila S3 S6 GA2 K GA1 R2 GA1 A B A s R4 R6 auki S2 A R7 kiinni S8 A K R3 s PUU B A s LP S4 A R7 S9 S5 S8 R3 R8 R5 B A

43 Lämmönjakojärjestelmä
ulkolämpötilaohjattu lämpöpiiri S7 ulkolämpötila Shuntin toimilaite 230 V~ S6 K s R11 R10 K s s A A S5

44 Aurinkolämpöjärjestelmä
S1 keräin S2 varaaja yläosa S3 toisiopumppuohjaus (R4) S4 varaajan alaosa S5 Akvantti alaosa R1 ensiöpumppu R2 vaihto kerros 1 ja 2 R3 vaihto kerros 2 ja 3 R4 toisiopumppu GA1 ja GA2 Grundfos Direct Sensors energiamittaus S1 R1 S3 GA2 K GA1 R2 GA1 A A s R4 S2 A K R3 s s S4 A S5 R3

45 Lämpöpumppujärjestelmä
A s S2 s s LP S4

46 Sähkövastukset (tilanteen kun aurinko, lämpöpumppu ja puulämmitys on pois päältä)
sähkövastus termostaatilla (on jo olemassa) s Käyttövesivastus päällekytkentälämpötila: esim. 50°C A s S2 Talon hätälämmitysvastus päällekytkentälämpötila: esim. 30°C Tavallisesti pois päältä s s Talon lämmitysvastus päällekytkentälämpötila: esim. 30°C S4

47 Kattilajärjestelmä K A s S2 S8 K s PUU s A S4 A R7 S9 S5 R8 R5

48 Lämmin käyttövesijärjestelmä
Käyttövesi lämmitetään ainoastaan 500 l varaajassa kahdella kierukalla (esilämmitys LK 35, jälkilämmitys LK45) A s s S2 Ylimääräinen lkv-sekoittaja (huom: tästä voi lähteä yli 65 °C kuuma vettä!!) s s S4