Det är ofta tyst kring fjärrvärmens övergång till låga temperaturer. Berörda aktörer verkar nästan besvärade av teknikutvecklingen, tycker professor Sven Werner. – Idag byggs nya hus med gammal teknik utan kunskap om alternativen. Det är dags för samtal om 4GDH på tvärs av branscherna.
I Sverige byggs nya fjärrvärmenät med onödigt gammal teknik, enligt professor i energiteknik Sven Werner vid Högskolan i Halmstad. En av anledningarna är att det inte finns professionell och strukturerad dialog kring energieffektiva systemlösningar i fastigheter.
– Berörda parter måste börja samtala om värmesystemens framtida teknik. Om vi inte tar vara på de bästa tekniska lösningarna undergrävs både regelverk och politiska mål, säger Sven Werner.
– Byggbranschen, energibranschen och forskningen måste komma överens om en teknisk konsensus för värmesektorn. Annars är risken stor att man fortsätter att bygga sig fast i gammal och energislösande teknik som inte kan ändras på många decennier.
Mellan stolarna
Fjärrvärmen befinner sig idag i ett tekniskt generationsskifte, men systemtekniken har ramlat mellan stolarna. På politisk nivå är fjärrvärmen ett uppskattat klimatverktyg i energiomställningen, och ute i kulvertar och fastigheter är praktikerna alltid på jakt efter lite smartare lösningar.
Systemtekniken däremellan har istället blivit ett öde landskap som få har gett sig in i. När det tomma mellanrummet nu fylls av nya tekniska principer, gränssnitt och systemlösningar kommer det att påverka fjärrvärmen både uppåt investeringsbesluten och neråt skruvandet, från styrelserum till fastighetsskötare.
Gamla spöken
Systemtekniken i dagens fjärrvärmesystem skapades redan på 1970-talet och baserades då på fossila bränslen. Förbränningen gav höga temperaturer i framledningen, uppåt 80–90 grader, något också fastigheter sedan dess har anpassats efter. Branschpraxis för radiatorer har enligt Sven Werner varit den samma sedan början av 1980-talet, och vid nybyggnation av fjärrvärme idag gäller fortfarande dessa ”föråldrade grundprinciper”.
– Vårt beroende av höga temperaturer ligger inne i husen. Idag bygger vi värmesystem i hus som om vi fortfarande eldade med olja. Just därför måste vi omvärdera hur vi bygger, säger Sven Werner.
Legionella
– Dessutom bygger vi varmvattenberedning som om legionella inte fanns. Legionella upptäcktes redan 1976 men dagens systemgeneration har aldrig kommit åt grundproblemet, säger Sven Werner.
– Så idag bygger vi först på gammalt vis för att så lägga ner arbete på att hitta metoder för sanering av bakterier som vi själva har skapat. Istället borde vi bygga system som aldrig ger upphov till legionella, och den tekniken finns.
4GDH
På senare år har utvecklingen av den fjärde teknikgenerationen (4GDH, 4th Generation District Heating) tagit fart. Här ligger distributionstemperaturen neråt 50–55 grader på leveransen och 20–25 grader i returledningen. Nu har dessutom Sven Werner och doktoranden Helge Averfalk vid Högskolan i Halmstad konstruerat världens första heltäckande 4GDH systemdesign för lågtemperaturfjärrvärme.
Lägre temperaturer innebär fördelar både vad gäller drift och ekonomi, och inte minst kan de fånga upp restvärme som tidigare inte var möjligt utan värmepumpar. Samtidigt minskar kundernas värmebehov när nya EU-krav på NNE-byggnader (nära-nollenergi) medför lägre leveransvolymer.
Branschens skepsis
Det existerar emellertid inget gemensamt gränssnitt för värmetjänster i nya byggnader. Enligt Sven Werner finns därför ett stort behov av ett nytt tekniskt system för värmetjänster som kan användas av både biobränslen, solvärme, värmepumpar och fjärrvärme. Det är dock inte så att alla aktörer med automatik tycker att det är en god idé.
Enligt Sven Werner finns ett branschkulturellt motstånd i delar av bygg-, fastighets- och energisektorn där nya grundprinciper och ny teknik upplevs som störningar av verksamheten. Planerare, projektörer, entreprenörer, beställare och leverantörer arbetar helst med givna och etablerade förutsättningar.
Helhetsgrepp avslogs
Beteendet är förståeligt på en marknad med snäva marginaler, men ibland måste gamla mönster brytas om nya lösningar ska få plats, tycker Sven Werner. 2017 ansökte KTH, Högskolan i Halmstad och Linköpings universitet, med KTH som projektledare, om finansiellt stöd från Energimyndigheten för att upprätta ett nytt samtalsforum mellan forskare, professionella aktörer och berörda organisationer.
Genom seminarier, kunskapsutbyte och aktiva dialoger ville projektet sparka igång ett samarbete runt den nya tekniken. På sikt var målet att stödja samhällets kommande utbyggnader och bidra till att nya byggnader inte längre skulle fastna i gamla onyttiga strukturer. För att nå dit ville man redan från start ta ”ett stort akademiskt helhetsgrepp”, men Energimyndigheten avslog ansökan.
Dialog behövs
Statens Planverk utfärdade tidigare riktlinjer för temperaturerna i svenska radiatorer. 1988 bildades istället Boverket som senare avsade sig ett centralt temperaturansvar. Om det är bra eller dåligt kan alltid diskuteras, tycker Sven Werner, men förr fanns det åtminstone en likriktning. Nu ska marknaden själv bestämma sina rekommendationer.
– Idag finns inget helhetsgrepp runt värmesystemen. Det handlar inte bara om fjärrvärme men om alla värmeslag, även värmepumpar, pelletspannor, solvärme och bergvärme, säger Sven Werner.
– Det behövs en dialog runt allt detta. Om inte annat borde kommunerna och värmeindustrin vara intresserad. Det gäller ju att bygga långsiktigt hållbara strukturer som leder till en kostnadseffektiv värmeförsörjning.
—–
FJÄRDE GENERATIONENS FJÄRRVÄRME: Den nya fjärvärmetekniken 4GDH-3P innebär en rad modifieringar och nya praktiska lösningar både ute i fjärrvärmenätet och inne i fastigheterna. Ett nytt tredje rör i distributionsnätet (3P, three pipes) återcirkulerar de varmhållningsflöden som behövs vid tidpunkter när kunden inte har behov av värme. Då blandas inte det flödet med leveransflödets låga returtemperatur efter avkylningen i fjärrvärmecentralen. Genom att varmhålla den primära framledningen vid behov undviks alltså temperaturfall och förluster.
Det mest synliga ingreppet är att den klassiska fjärrvärmecentralen i källaren försvinner. I flerbostadshus monteras istället små skåpliknande centraler för varje hushåll, antingen inne i lägenheten (lägenhetscentraler) eller i trapphuset. Syftet är att bereda varmvatten nära slutkunden. Då försvinner behovet av varmhållande varmvattencirkulation.
I lägenhetscentralerna finns bland annat värmeväxlare med längre ”termiska längder”, ett mått på vattnets sträcka i värmeväxlaren. Det håller nere framtemperaturen i nätet. Drift- och underhållsarbetet blir enklare. Med lägenhetscentraler försvinner behovet för injustering av stora värmesystem, temperaturfel lokaliseras bättre och kravet på mätning nära kund uppfylls. Samtidigt kommer värmeleverantören, energiföretaget, högre upp i huset och får mer kontakt med slutkunden som då kan erbjudas nya tjänster.
Sven Werner och Helge Averfalks tekniska rapport Framida fjärrvärmeteknik finns hos Energiforsk:
http://www.energiforsk.se/program/futureheat/rapporter/framtida-fjarrvarmeteknik-2017-419/
Internationell publicering på engelska, Novel low temperature heat distribution technology 4GDH-3P:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217322004
Mer information om 4GDH finns hos
– Heat Roadmap Europe http://heatroadmap.eu/
– The 4DH research centre http://www.4dh.dk/
– The 4GDH definition paper, by Henrik Lund: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544214002369
Redaktören: Artikeln är uppdaterad 180219. I den tidigare versionen fanns en felaktig formulering om legionella och kopplingen till fjärrvärmenätet.
4 Kommentarer
4 Kommentarer
Hans Lönn
10 december, 2020: 11:24 f mDet pågår i det tysta att man skall övergå till låga temperaturer i fjärrvärmenäten. Det är pinsamt och beklämmande att denna s.k. utveckling bedrivs i tystnad och smyg av en totalt okunnig kår av självutnämnda experter.
Det kan inte uttryckas bättre i artikeln – det beror på att det inte finns en professionell och strukturerad dialog kring energieffektiva systemlösningar i fastigheter! Just det – det gör att sådana totalt okunniga utspel görs om att man skall övergå till låga temperaturer. Man har ingen aning om hur verkligheten ser ut och förstår inte sammanhangen mellan olika variabler!
Jag om någon vet detta för i 40 år har de etablerade tyckarna i branschen gjort allt för att förtiga och förringa mina kunskaper. Detta har satts i system från professorer och lärare på CTH, KTH och LTH. När jag anmälde en profet på CTH i Installationsteknik för total inkompetens utsågs en expertgrupp för att såga mig vid fotknölarna! När man inte kunde det så teg man ihjäl det! Profeten hade dock det goda omdömet att avgå frivilligt!
Sven Werner vet inte hur rätt han har när han säger att berörda parter måste börja samtala om värmesystemens framtida teknik. Om vi inte tar vara på de bästa tekniska lösningarna undergrävs både regelverk och politiska mål! Och det innebär inte lågtemperatursystem! Varför? Kommer nu!
Jag börjar med en artikel från mig egen hemsida som belyser litet vad fjärrvärme är!
http://fastighetsanalys.se/visaartikel.asp?refdatum=20150828185329&kategori=-1&sok=Fj%E4rrv%E4rme+%E4r+bra+men+varf%F6r+kan+man+inte&val=1&sprak=1
I artikeln får man ganska omgående läsa om hur fantastiskt det är att utnyttja näten för kraftvärmeproduktion. Men för att det skall fungera måste vattnet i näten kylas av. Det sker i stor utsträckning inte idag! Och håll i er nu, nyss fick man pris i Falun för att man hittat på en lösning för att ta ”tillvarata” den höga returtemperaturen! Läs i artikeln hur det såg ut i Katrineholm en gång i tiden genom att använda lågflödesmetoden!
Det känns nästa löjligt att påpeka att det inte skulle underlätta mottrycksanläggningen för elproduktion med lågtemperatur! Visserligen skulle man kanske få tillbaka nerkylt vatten för det var aldrig riktigt uppvärmt men var skall man göra av värmen från ångan till turbiner och generatorer?
Nu är det så att jag med 40 år i ryggen vet att jag kan energieffektivisera med 30 % och ha avkastning på insatt kapital med nästan 50 % om jag använder mig av ”min” lågflödesmetod! För du skall lära dig litet mera så kan du läsa på länken om hur odugliga KTH har slagit världsrekordet i suboptimering!
http://fastighetsanalys.se/visaartikel.asp?refdatum=20090102195752&kategori=-1&sok=KTH+har+slagit+v%E4rldsrekordet&val=1&sprak=1
Då får du bl.a. lära dig att radiatorerna skulle behöva bli mycket större! Det skulle bli ändå svårare att få balans i värmesystemet för att vattenhastigheten måste höjas mera! Om du läser på min hemsida kan du få reda på hur stor effekt som behövs till cirk.pumpen vid lågflöde. Vid högflöde skulle den redan 10 ggr för stora pumpen bli ändå större. Och för att du skall förstå hur odugliga alla branschen är så är det ingen som kommit med rätt lösning på min prisjägartävling!
http://fastighetsanalys.se/visaartikel.asp?refdatum=20121017143741&kategori=-1&sok=Prisj%E4gart%E4vling&val=1&sprak=1
Och så till sist skall du få suga på ett föga känt faktum varför lågflödesmetoden(även kallad högtemperaturmetoden) är vida överlägsen högflödesmetoden! Den höga framledningstemperaturen gör att vattnet inte kan binda gaser i samma utsträckning och förhindrar att vattnet surnar och rören rostar! Det gasfria vattnet gör att traditionella flödesmekaniska beräkningar stämmer bättre, eftersom vattnet blir stumt. Det låga flödet gör att flödesresistansen blir en försumbar faktor och därigenom kommer ledningarnas över tid förändrade råhetstal inte att vara en komplicerande faktor.
Åre den 9 december 2020
Hans Lönn
SvaraGöran Fredriksson
5 februari, 2018: 9:14 f mAlternativ för kapitaltunga system såsom distributionssystem för fjärrvärme men även för el är att toppeffektbehov för värme produceras hos användaren i t.ex. lokala värmenät, i flerbostadshus och i småhus genom användning av bränslen. Då kan man lätt hålla de temperaturer som användaren vill ha.
Med ett lokalt effektansvar om runt 50 % behöver 10-15 % av energibehovet produceras lokalt samtidigt som belastningen på distributionsnäten kan ungefär halveras.
Idag är detta en reell möjlighet för värmelaster i både fjärrvärmenät och elnät. När bränsleceller blir kommersiellt tillgängliga kommer även elenergi som inte är en värmelast kunna produceras lokalt.
SvaraLars Sundström Civilingenjör SunToEarth
31 januari, 2018: 11:14 f mKenneth Ahlström belyser en viktig fråga.
SvaraKan man inte ha en returledning med shunt vid kraftvärmeverket som kyler hetvattnet med den nu svala returen så att framledningen blir 55 grader?
Gällande övertemperaturer i trappschakt, kan man inte endera isolera vertikala ledningarna rejält och ev även installera temperaturkännare i källaren för olika tappvarmvattenbelastningar.
Sedan finns ju möjligheten till lokal energiproduktion med förnybar el i varje trapphus/lägenhet under sommarperioden för att få ner ledningstemperaturerna sommartid.
Kenneth Ahlström
31 januari, 2018: 9:24 f mVad händer med utbyggnaden av kraftvärmen (produktion av miljövänlig el) om/när lågtemperatursystem ska införas?
SvaraEl produceras i kraftvärmeverket genom att ångan som uppstår när bränslet (gärna biobränsle) förbränns. För att sänka temperaturen på vattnet så skickas det ut i fjärrvärmenätet och har då följaktligen en hög temperatur.
I framtiden kommer kraftvärmen ha stor betydelse för att klara balansen i elsystemet när kärnkraften avvecklas. Fördelen är ju att den producerar som bäst när behovet av värme och el är som störst. Om fjärrvärmenätet inte behöver den restprodukt (hetvatten) som kraftvärmen producerar så eldar vi för kråkorna i den änden istället….
Nästa invändning man kan ha mot lågtemperatursystemet med varmvattenproduktion i direkt i anslutning till lägenheten är att det ändå krävs en cirkulationsledning i huset för att kunna leverera energi till växlaren i lägenheten och den ledningen kan inte pumpstoppas på sommaren som entraditionell värmeledning kan göras för då blir hyresgästen utan varmvatten. Alltså slipper man en VVC-ledning men det krävs ändå en cirkulationsledning för att producera varmvatten vi alla tider på året. Den cirkulationsledningen måste hålla omkring 55 graders temperatur året om vilket riskerar att skapa en hög temperatur i schakt och trapphus sommartid. Vi har provad detta i ett område i det bostadsföretag där jag jobbar. Resultatet avskräcker, projektering för att bygga om till traditionellt VVC-system pågår just nu.
Äldre områden med internkulvertar inom bostadsområdet kommer inte att kunna använda fjärde generationens fjärrvärme av det skälet och troligen blir energianvändningen totalt sett högre när man inte kan ha pumpstopp på sommaren. Alltså behövs två fjärrvärmenät, ett till nya områden anpassade till generation 4 och ett nät till traditionell fjärrvärme.
Det finns en hel del att beakta om en fjärde generations fjärrvärme ska utvecklas, framförallt framtida behov av att bygga ut kraftvärmen för att säkra eleffekten vintertid i framtiden. / Kenneth Ahlström