Off peaking af elforbrug til el-opvarmede energilagre

Undersøgelser klarlagde hvorledes temperaturlagdeling opbygges under opvarmningsperioder i varmtvandsbeholdere med en lodretplaceret elpatron, som er indsat i bunden af beholderen.

Forskelligt udformede stratifierløsninger blev undersøgt. Laboratorieforsøg viste at en stratifierløsning, som består af et 110 mm stålrør med konisk top efterfulgt af et pexrør med en åbning på 20 %, er en udmærket løsning, som opbygger temperaturlagdelingen på en god måde.

Erstattes pexrøret med en stratifier bestående af plastfolie med en 25 % åbning fås også en udmærket løsning. Pexrøret blev i projektet valgt da det er en billigere løsning end stratifieren af plastfolie. Den valgte stratifierløsning tillader samtidig at størstedelen af beholderen kan opvarmes til mindst 55 °C. Det vurderes at der er tale om en solid løsning med en lang levetid uden kalkproblemer af betydning.

Den udviklede stratifierløsning vil især blive attraktiv når variable elafgifter er indført. Princippet for stratifieren kan både anvendes til brugsvandsbeholdere og til lagertanke, som kan benyttes til at supplere bygninger med varme og varmt brugsvand.

Brugsvandsbeholdere og lagertanken med den udviklede stratifierløsning kan bidrage til at lette overgangen til fremtidens energisystem baseret på vedvarende energi. I den forbindelse bør det bemærkes at brugsvandsopvarmning i fremtiden vil være endnu vigtigere end i dag, da bygningers varmebehov vil blive reduceret.

Stratifierløsningen er i projektet undersøgt i en forsøgsbeholder med en højde på 1200 mm og i en 110 l varmtvandsbeholder, som er METRO THERM’s mest udbredte varmtvandsbeholder. Beholderen inklusive stratifierløsning er velegnet til forbrugere med daglige varmtvandsforbrug op til ca. 100 l. Stratifierløsningen kan forbedres på en række punkter og tilpasses varmtvandsbeholdere og varmelagre af forskellige størrelser. Det vil for eksempel være interessant at undersøge hvor meget der vindes med andre stratifierløsninger.

Det foreslås derfor at sammenligne projektets måleresultater med CFD (Computational Fluid Dynamics) beregninger, og at gennemføre beregninger med en valideret CFD model for forskellige udformninger af stratifieren. Herved kan udformningen af stratifierløsningen optimeres, for eksempel med hensyn til diameter, rørtykkelse og materiale for røret omkring elpatronen, tragtens udformning, skivens åbning, PEX rørets diameter og rørtykkelse samt udformningen og antallet af huller i PEX røret.

Det vil også være interessant at undersøge hvor store fordele der kan opnås med intelligente selvlærende styresystemer samt at undersøge forskellige stratifierløsninger og disses fordele for større varmtvandsbeholdere, for eksempel 300 l tanke.

Det vil også være interessant at undersøge hvorledes elpatronens udformning og effektafgivelse pr. cm² påvirker forskellige stratifierløsningers egnethed og at vurdere stratifierløsningens egnethed til andre anvendelsesområder. Det skal også nævnes at fordelene ved den udviklede stratifierløsning sandsynligvis i mange tilfælde kan være større i praksis end beregningerne tyder på, da varmtvandsforbruget i praksis ofte er mindre end forudsat. Derfor kan stratifieren sandsynligvis alene på grund af lavere varmetab fra varmtvandsbeholderen være attraktiv selv uden variable elpriser.

Det vil derfor være interessant at gennemføre undersøgelser af konceptet i en række enfamiliehuse for at få erfaringer fra praksis. Det vurderes at en markedsmodningsperiode hos METRO THERM på 6 måneder vurderes er realistisk.