Από τον Michele Tunzi, επίκ. καθηγητής DTU και Svend Svendsen, ομότιμος καθηγητής

Η σημασία της ψηφιοποίησης από την πλευράς της κατανάλωσης.

Η αυξανόμενη χρήση της ψηφιοποίησης από την πλευρά της κατανάλωσης της θέρμανσης αποτελεί τη βάση για να εργαστούμε επίσης για την εισαγωγή λειτουργίας σε χαμηλές θερμοκρασίες στα υπάρχοντα κτίρια. Αυτό φαίνεται από εργασίες ανάλυσης από το DTU και μελέτες από το Viborg.

Η νέα οδηγία της ΕΕ (EED 2012/2018) υποχρεώνει τα κράτη μέλη να διαθέτουν όλους τους μετρητές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των μετρητών διανομής θερμότητας στα καλοριφέρ σε πολυώροφα κτίρια με κεντρική θέρμανση, με δυνατότητα ανάγνωσης εξ αποστάσεως έως την 1η Ιανουαρίου 2027 το αργότερο.

Ενώ ο πρωταρχικός στόχος της πολιτικής είναι να διασφαλίσει τη διαφάνεια τιμολόγησης για τους τελικούς χρήστες, η ψηφιοποίηση της πλευράς κατανάλωσης ανοίγει νέες ευκαιρίες για την παρακολούθηση των συστημάτων θέρμανσης, τη βελτίωση της λειτουργίας και τη διασφάλιση της αναμενόμενης άνεσης σε υπάρχοντα κτίρια με χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Μια καινοτόμος ενσωμάτωση δεδομένων από μετρητές διανομής θερμότητας (τοποθετημένοι σε κάθε καλοριφέρ), μετρητές τηλεθέρμανσης και αισθητήρες θερμοκρασίας αναπτύχθηκε για την εκτίμηση της ελάχιστης θερμοκρασίας παροχής που απαιτείται για την εξασφάλιση άνεσης σε εσωτερικούς χώρους, με βάση το διαμέρισμα με τη μεγαλύτερη ζήτηση θερμότητας σε πολυώροφα κτίρια .

Σε συνεργασία με τους βιομηχανικούς εταίρους, Viborg Varme και BoligViborg, διερευνήθηκε μια στρατηγική για τη σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας παροχής σε υπάρχουσες πολυκατοικίες.

Εμπειρία από το πείραμα στο Viborg

Το Viborg είναι μια πόλη στην κεντρική Γιουτλάνδη της Δανίας, πρωτεύουσα του δήμου Viborg και της περιοχής Midtjylland. Το Viborg είναι επίσης η έδρα του Western High …

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε πέντε υπάρχουσες πολυκατοικίες με τηλεθέρμανση. Κανένα από αυτά δεν είχε υποστεί ενδελεχή ενεργειακή ανακαίνιση, και έτσι αντιπροσωπεύουν πολλές συνηθισμένες κατοικίες της Δανίας.

Τα αποτελέσματα τεκμηρίωσαν ότι ήταν δυνατό να διασφαλιστεί η άνεση θέρμανσης σε όλα τα διαμερίσματα με θερμοκρασίες παροχής κάτω από 55 °C σε εξωτερικές θερμοκρασίες πάνω από 0 °C.

Αυτό ήταν σύμφωνο με τις γενικές απαιτήσεις για τηλεθέρμανση χαμηλής θερμοκρασίας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Η νέα καμπύλη ελάχιστης θερμοκρασίας για το σύστημα θέρμανσης χώρου που παρουσιάζεται στο σχήμα υπολογίστηκε για το διαμέρισμα με την υψηλότερη ζήτηση θερμότητας σε καθένα από τα κτίρια . Αυτό ήταν κάτω από την αντίστοιχη καμπύλη θερμοκρασίας ροής για την τηλεθέρμανση, υπογραμμίζοντας ότι η θέρμανση χαμηλής θερμοκρασίας μπορεί να εισαχθεί σε τυπικές κατοικίες με απλή προσαρμογή των ρυθμίσεων των κεντρικών ελεγκτών αντιστάθμισης καιρού.

Το σχήμα δείχνει επίσης την πραγματική κατανομή ενέργειας για το 2021 σύμφωνα με τις διαφορετικές εξωτερικές θερμοκρασίες. Περισσότερο από το 70% της συνολικής κατανάλωσης θερμότητας χρησιμοποιήθηκε σε εξωτερικές θερμοκρασίες πάνω από 0 °C. Αυτό υποδηλώνει ότι τα δίκτυα τηλεθέρμανσης μπορούν να λειτουργούν με θερμοκρασία τροφοδοσίας 55 °C για το μεγαλύτερο μέρος της περιόδου θέρμανσης. Επιπλέον, εξωτερικές θερμοκρασίες κάτω των -9 °C δεν καταγράφηκαν το 2021, δείχνοντας ότι οι συνθήκες σχεδιασμού σπάνια συμβαίνουν στην τρέχουσα λειτουργία και ότι τα συστήματα θέρμανσης είναι γενικά υπερμεγέθη και επομένως κατάλληλα για λειτουργία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Τα αποτελέσματα της δοκιμής σε ένα από τα κτίρια τεκμηρίωσαν μια καλή συμφωνία μεταξύ των μετρούμενων ημερήσιων θερμοκρασιών τροφοδοσίας και επιστροφής του συστήματος θέρμανσης και της καινοτόμου καμπύλης ελέγχου που υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα από μετρητές διανομής θερμότητας και μετρητές ενέργειας κεντρικής θέρμανσης,

τα κτίρια μπορούν να θερμανθούν άνετα με χαμηλές θερμοκρασίες λειτουργίας ακόμη και χωρίς βαθιά ενεργειακή ανακαίνιση και κατά τη δοκιμαστική περίοδο η θερμοκρασία τροφοδοσίας δεν ήταν ποτέ πάνω από 50 °C.

Τέλος, η δυνατότητα ελαχιστοποίησης των θερμοκρασιών λειτουργίας μέσα στα κτίρια θα αντανακλάται ανάλογα στο δίκτυο. Αυτό είναι κρίσιμο για τη συνολική οικονομία του συστήματος. Στην πραγματικότητα, η Viborg Varme βρίσκεται στη διαδικασία μεταφοράς της παραγωγής θερμότητας από το φυσικό αέριο σε βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις. Οι επενδύσεις σε μεγάλες αντλίες θερμότητας είναι το πρώτο βήμα στο σχέδιο μετατροπής και οι χαμηλότερες θερμοκρασίες παροχής θα μειώσουν το κόστος παραγωγής θερμότητας λόγω της χαμηλότερης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό θα ωφελήσει επίσης τους τελικούς χρήστες με τη μορφή χαμηλότερων λογαριασμών θέρμανσης.

Σχήμα 1: Ελαχιστοποιημένες θερμοκρασίες λειτουργίας σε κτήριο πολλαπλών οικογενειών και καμπύλη θερμοκρασίας για τηλεθέρμανση χαμηλής θερμοκρασίας.

 

Αναγνώριση

Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τις Viborg Varme και BoligViborg καθώς και τους βιομηχανικούς εταίρους Brunata A/S και Grundfos A/S για τη συνεργασία, καθώς και τη Δανική Υπηρεσία Ενέργειας και το πρόγραμμα EUDP για τη χρηματοδότηση της μελέτης.

Σχετικά με τους συγγραφείς

Ο Michele Tunzi είναι αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα Κατασκευών και Μηχανικής Τεχνολογίας του DTU. Τα κύρια ερευνητικά του ενδιαφέροντα είναι η τηλεθέρμανση και ψύξη 4ης γενιάς, τα συστήματα HVAC και πώς η ψηφιοποίηση μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη καινοτόμων λύσεων για τη διατήρηση της πράσινης μετάβασης. Επίσης, έχει εργαστεί στο συντονισμό εθνικών και διεθνών έργων με π.χ. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA).

Ο Σβεντ Σβέντσεν είναι πρόσφατα συνταξιούχος επίτιμος καθηγητής. Διαθέτει εκτενή τεχνογνωσία στην τηλεθέρμανση σε χαμηλές θερμοκρασίες, σε μεθόδους ολοκληρωμένου σχεδιασμού κτιρίων χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και στον σχεδιασμό τοπικών αστικών περιοχών. Καθ‘ όλη τη διάρκεια της καριέρας του, υπήρξε μέλος πολλών διεθνών επιστημονικών επιτροπών και συμμετείχε και ηγήθηκε εθνικών και διεθνών προγραμμάτων, συμπεριλαμβανομένων πολλών έργων του IE.