energioptimering på beder skole - aarhus...

74
2013 Mikkel Solmer Eriksen v10908 Administration og Ejendomme, Bygninger Aarhus Kommune 12/16/2013 Energioptimering på Beder skole

Upload: others

Post on 07-Nov-2019

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

2013

Mikkel Solmer Eriksen v10908

Administration og Ejendomme, Bygninger

Aarhus Kommune

12/16/2013

Energioptimering på Beder skole

Page 2: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 2 af 74

Forfatter: Mikkel Solmer Eriksen

Studienummer: V10908

Titel: Energioptimering af Beder skole

Projekttype: Bachelorprojekt

Fagområde: Tekniske installationer i bygninger

Placering i uddannelse: 6. semester af maskinmester uddannelsen, modul 31

Uddannelsesinstitutionens navn: Aarhus Maskinmesterskole

Vejleder: Jakob Holm

Afleveringsdato: 16/12/2013 kl. 12.00

Antal sider: 74 sider

Antal tegn inkl. mellemrum: 101 070 tegn

Antal normalsider: 42,1 normalsider

Antal bilag: 8 bilag. (5 bagerst i rapport og 3på USB)

________________________

Mikkel Solmer Eriksen, V10908

Forsidebillede: Billede fra Google Maps:

Billedmateriale ©2013 Aerodata International Surveys, DigitalGlobe, Scankort, Kortdata ©2013 Google

Page 3: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 3 af 74

Abstract This Bachelor assignment is a product of the final semester at Aarhus School of Marine and Technical

Engineering. The topic is mapping of energy streams, energy savings and operating economies on a Danish

elementary school with special emphasis on correct problem with cooling of central heating water.

Before the right problem statement is chosen the different energy streams on the school are mapped,

through thorough data collection, and analyzed. This will bring clarity to which area is in most need of

attention and where it is most cost-effective to start optimizing. The analysis shows many interesting areas

that can contribute with saving to the school. One of the areas is the heating system that shows poor

cooling of the central heating water. This has been decreasing for 6 years in a row and the penalty fee was

in 2012 36 000 DKK. In the light of this new information the problem statement is chosen:

“Which technical installations are causing the poor cooling and which measures can be taken to raise the

year-cooling-level and the installations functionality?”

Through qualitative and quantitative data gathering, combined with desktop studies of written sources the

heating system at Beder School is analyzed.

Through the examination it is concluded that the heating systems basics components should be able to cool

the water to the requirements listed by AffaldVarme. This, however, is dependent of a system that has no

or few malfunctions.

Further examination is conducted mainly with the Schools CTS-system and measurements with a thermal

camera to determine where in the system poor cooling occur.

The main conclusion of the assignment is that the poor cooling is doo to a system in need of maintenance.

At least 14 installations are contributing to the problem. One ventilation system and 2 hot water heaters

has faults. The main problem however, is the radiator system where several thermostats are broken or not

adjusted correctly. The schools CTS-system is also contributing by not having the right adjustment, and

broken sensors. The general condition of the CTS- is not good and a lot of installations are not overviewed

by the system. All of these problems lead to much flow of water which makes it impossible to cool the

water enough.

To get the heating system at Beder School to deliver the sufficient cooling on the central heating water it is

necessary to change broken valves and adjust the flow of water through the radiators. It is also important

to improve the CTS-systems measurements accuracy and expand it to cover all of the heating system.

Overall maintenance and subsequent adjustments of the flow will be necessary if the installation is to stay

functional in the future.

Page 4: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 4 af 74

Indholdsfortegnelse

Forord ................................................................................................................................................................ 6

1. Indledning .................................................................................................................................................. 7

1.1 Formål ................................................................................................................................................ 7

1.2 Opbygning .......................................................................................................................................... 8

1.3 Metode .............................................................................................................................................. 9

1.3.1 Dataindsamling ........................................................................................................................ 10

1.3.2 Kvalitative data: ....................................................................................................................... 10

1.3.3 Kvantitative data: .................................................................................................................... 11

1.4 Afgrænsning..................................................................................................................................... 12

2. Problemanalyse ....................................................................................................................................... 12

2.1 Overordnet beskrivelse af Beder skole: .......................................................................................... 12

2.2 Forbrug kontra overforbrug?........................................................................................................... 14

2.2.1 Vand forbrug ............................................................................................................................ 15

2.2.2 El forbrug ................................................................................................................................. 16

2.2.3 Varmeforbrug .......................................................................................................................... 17

2.2.4 Afkøling .................................................................................................................................... 19

2.3 Sammenligningsgrundlag: ............................................................................................................... 21

2.4 Delkonklusion: ................................................................................................................................. 24

2.5 Problemformulering ........................................................................................................................ 24

3. Bygningsgennemgang .............................................................................................................................. 26

3.1 Fjernvarme og distribution .............................................................................................................. 26

3.2 Teori afkøling ................................................................................................................................... 27

3.3 Brugeranlæg på Beder skole (systembeskrivelse) ........................................................................... 31

3.3.1 Bygningsgennemgang radiatorsystem .................................................................................... 31

3.3.2 CTS-anlæg ................................................................................................................................ 32

3.3.3 Ventilationsanlæg .................................................................................................................... 34

3.3.4 Varmtvandsproduktion............................................................................................................ 35

3.4 Delkonklusion: ................................................................................................................................. 41

4. Dataindsamling ........................................................................................................................................ 41

4.1 Keepfocus: ....................................................................................................................................... 41

4.2 Honeywell CTS-anlæg: ..................................................................................................................... 42

Page 5: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 5 af 74

4.2.1 Kontrol af Honeywell temperatur målinger: ........................................................................... 43

4.3 Termometre:.................................................................................................................................... 43

4.4 Varmtvandsforbrug i beholdere: ..................................................................................................... 44

4.5 Termografering: ............................................................................................................................... 44

5. Databehandling: ...................................................................................................................................... 44

5.1 Keepfocus. ....................................................................................................................................... 45

5.2 Honeywell CTS-anlæg: ..................................................................................................................... 45

5.2.1 Kontrol af Honeywell temperaturmålinger: ............................................................................ 47

5.3 Varmtvandsforbrug i beholdere: ..................................................................................................... 48

5.4 Termografering: ............................................................................................................................... 48

6. Analyse .................................................................................................................................................... 60

6.1 Keepfocus og CTS ............................................................................................................................. 60

6.2 Termografikamera ........................................................................................................................... 62

6.2.1 Ventilation ............................................................................................................................... 62

6.2.2 Radiatorsystemet..................................................................................................................... 63

6.2.3 Varmtvandsbeholdere: ............................................................................................................ 64

6.3 Opfølgning: ...................................................................................................................................... 65

7. Konklusion ............................................................................................................................................... 65

8. Perspektivering ........................................................................................................................................ 66

9. Litteraturliste: .......................................................................................................................................... 67

10. Bilag ..................................................................................................................................................... 70

Page 6: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 6 af 74

Forord Denne rapport er udarbejdet som afsluttende bachelor projekt i uddannelsen til maskinmester ved Aarhus

Maskinmesterskole. Projektet ligger i umiddelbar forlængelse af mit praktikophold hos Aarhus Kommunes

bygningsafdeling, som hører under Administration og Ejendomme. Dette givende praktikforløb har skabt

rammen om opgaven, og danner således grund for projektet.

Under min praktikperiode i bygningsafdelingen fik jeg et unikt indblik i, hvordan maskinmestre, arkitekter

og ingeniører samarbejder, for at give brugerne af skoler og daginstitutioner den bedste brugeroplevelse og

holde resurseforbrug på et acceptabelt lavt niveau. Dette arbejde indebærer blandt andet drift og

vedligehold af kommunens skoler og daginstitutioner. Arbejdet er præget af flere udfordringer, og som i de

fleste andre organisationer er det økonomiske råderum og tidspres nogle af de centrale elementer.

Jeg har i løbet af min praktikperiode observeret mange spændende problemstillinger, der har både teknisk,

økonomisk, ledelsesmæssig og politisk karakter. Der er i hele organisationen og på de forskellige

institutioner stort potentiale for optimering via brugeradfærd, energiledelsessystemer, forbedringer af

indeklima og forandringsledelse blot for at nævne nogle få. Dette er problemstillinger, der også findes i de

fleste organisationer i den private sektor. Der er i en kommunal institution en ekstara dimension og

udfordring i forhold til, at det politiske miljø ofte skifter i forbindelse med valg, hvilket ofte medfører at

mange regler og procedurer bliver lavet om. Disse problemstillinger, kombineret med vanskeligheden af at

se den konkrete økonomiske virkning af forbedringer, kan på de enkelte skoler være en ekstra udfordring i

forhold til at få bevilliget penge til energirenoveringer.

I forbindelse med udarbejdelse af denne rapport har jeg i praktikperioden haft den nødvendige tid til at

kunne fordybe mig i problemstillinger inden for overordnet drift og vedligehold af en kommunal bygning.

Jeg har valgt at beskæftige mig med energioptimering af skoler, da bedst mulig udnyttelse af resurser ligger

mig meget på sinde ikke mindst grundet miljømæssige faktorer. Jeg ser i en energioptimering af Beder

skole en mulighed for at nedsætte el-, vand- og varmeforbrug uden at påvirke lærernes arbejdsmiljø og

elevernes indlæringsevne negativt. Som studerende har jeg oplevet et mindre tidspres og fravær af andre

opgaver og har derfor kunnet beskæftige mig med og fordybe mig i problemstillinger, der måske ellers ikke

ville blive taget op. Da en analyse af Beder skoles energiforbrug aldrig er blevet udarbejdet så jeg her en

god mulighed for at få sat resurseforbruget i perspektiv og herefter finde en relevant indgangsvinkel til

energioptimering på stedet.

Page 7: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 7 af 74

Ideen til at fokusere på netop Beder skole er opstået i samarbejde med maskinmester Peter Lykke

Sørensen, der er ansat i bygningsafdelingen. Han har fungeret som min mentor i mit praktikforløb.

Aarhus Kommune er i gang med et stort energirenoveringsprojekt, der skal nedbringe kommunens CO2

niveau med 40 % over en periode på 15 år. Dette er et delmål for at nå målsætningen om at blive

fuldstændig CO2 neutral i 2030. Et meget ambitiøst projekt der kræver en stor omstilling og engagement fra

beslutningstagernes side, men i lige så høj grad for teknisk personel og brugere af kommunens

bygningsmasse.

Udarbejdelsen af denne rapport havde ikke været mulig uden samarbejde og sparring med følgende

personer. Der skal således lyde en stor tak til:

Peter Lykke Sørensen, Klaus Hjul Sørensen, Esben Lemming, Claus Humlum, Hans Mathisen, Niels

Thomassen og Jakob Holm

1. Indledning

1.1 Formål Rapportens tilblivelse, aflevering og godkendelse fungerer som afslutning på forfatterens uddannelse til maskinmester. Godkendelse afhænger af opfyldelse af formål oplistet i undervisningsplanen for modul 31. Rapporten beskriver, analysere og diskutere forbruget af el, vand og varme på Beder skole med henblik på

udarbejdelse af tiltag, der kan nedbringe forbruget til drift af i første omgang Beder skoles

varmeinstallation. Disse løsninger kan forhåbentligt videreføres til andre af kommunens bygninger og

dermed være medvirkende til at spare flere midler.

Page 8: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 8 af 74

1.2 Opbygning 1. Første afsnit består af en indledning med formål, rapportens opbygning, metodeovervejelser og

afgrænsning.

2. Andet afsnit er bygget op af en problemanalyse med kortlægning af Beder skole el- vand og

varmeforbrug og en efterfølgende analyse og vurdering af forbrugets størrelse. Dette afsnit

afsluttes med en diskussion af på hvilket grundlag der er valgt at arbejde med skolens manglende

afkøling af fjernvarmevandet. Afsnitte afsluttes med valg af problemformulering.

3. Tredje afsnit er en komplet gennemgang og redegørelse af de fjernvarmeforbrugende enheder på

skolen, med uddybende teori der klarlægger anlæggets potentielle evne til at levere en god

afkøling.

4. Fjerde afsnit omhandler dataindsamling og den efterfølgende behandling.

5. Femte afsnit er en analyse af den behandlede data og en diskussion af mulige løsningsforslag.

6. Sjette afsnit er rapportens konklusion hvor der bliver svaret på problemformuleringen

7. Syvende afsnit er perspektivering der diskuterer udfordringer i den økonomiske styring af

energioptimering på skoler.

Gennem rapporten er det løbende udarbejdet henvisninger ved hjælp af fodnoter. På grund af meget

datamateriale og restriktioner i forhold til udlevering af adgangskoder til Aarhus kommunes

dataopsamlingssystem og Beder skoles CTS-anlæg er 3 bilag lavet som elektroniske bilag. Disse er vedlagt

på den medfølgende USB-pen.

På denne USB ligger ligeledes en kopi af alle de PDF dokumenter der er benyttet i rapporten.

Henvisninger skal læses på følgende måde:

Bøger er i fodnoten angivet med titel og sidetal.

Internet kilder er angivet med overskrift efterfulgt af ”[Online]”

PDF dokumenter er angivet med ”PDF:” og derefter titel. Disse kan findes på USB-penen i mappen

”PDF”

Elektroniske bilag er angivet som ”ELB” og derefter titel. Disse kan findes på USB-pennen i mappen

”ELB”

Andre bilag kan findes bagerst i rapporten. Disse bilag betegnes ”bilag x”

Page 9: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 9 af 74

1.3 Metode Forud for udarbejdelsen af dette projekt ligger en del metodemæssige overvejelser. Tilgangen til projektet

har som udgangspunkt en fundering i den naturvidenskabelige metode. I opgaven vil der blive arbejdet ud

fra følgende antagelser:

Den videnskabelige retning benytter begrebet positivisme. Denne retning bygger grundlæggende på

iagttagelser og logik1. Iagttagelser bruges i form af empiriske data, der er opsamlet ved brug af menneskets

sanser. Dette empiriske grundlag skal behandles kritisk for at synliggøre de fejl og mangler, der vil være.

Med brugen af logik menes der logiske ”sandheder” som geometri og matematik, der ikke skal laves

empiriske forsøg på hver gang for at retfærdiggøre brugen af disse. Geometri og matematik siges at være

aksiomer2 der defineres som en grundsætning ”… der uden bevis antages at være sand.3”. Dette forhold

diskuteres meget i filosofien men ifølge Torsten Thurérn

”kan vi alligevel fastslå at logiske sandheder, og dertil regner vi også matematikken, må være

sande, hvis man anvender ordene rigtigt og følger logikkens regler.”4

En videre diskussion om problematikkerne i begrebet ”sandheder” er interessant, men ligger udenfor

denne opgaves emnefelt.

De empiriske data brugt i denne rapport er sammensat af målinger og fagtekster fra forskellige kilder.

Arbejdet med disse er foregået med konstant kritisk stillingtagen i relation til afsender/modtager forhold,

reliabilitet og validitet. En fyldestgørende forklaring af, hvordan disse data er optaget, er medtaget for at

sikre gennemsigtighed, og gøre det muligt at gentage målingerne. Der er foretaget desktopstudier af

udvalgt faglitteratur fra maskinmesteruddannelsen, biblioteket og internettet.

Rapportens analyse og diskussion har baggrund i data, der er indsamlet i løbet af projektet. For at minimere

muligheden for at drage fejlslutninger og sikre et fyldestgørende svar på problemformuleringen, vil det

efterfølgende kapitel beskrive overvejelser over kildekritik i forbindelse med udarbejdelsen af rapporten og

optagelse af data.

1 Videnskabsteori for begyndere, 1 udg. side 15

2 Videnskabsteori for begyndere, 1 udg. side 16

3 Aksiom. [Online]

4 Videnskabsteori for begyndere, 1 udg. side 17

Page 10: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 10 af 74

1.3.1 Dataindsamling

I al dataindsamling og brug af kilder er det vigtigt at forholde sig kritisk til den information, man modtager.

Der er flere punkter, man bør tage stilling til for at kunne bruge data i en argumentation.

Afsender-/modtagerforhold

Objektivitet

Reliabilitet

Validitet

Det er ikke muligt at være 100 % objektiv, da alt data og litteratur altid fortolkes og udvælges. Bevidsthed

om dette aspekt kan højne graden af objektivitet.

1.3.2 Kvalitative data:

Ved starten af projektet på BS har man et begrænset kendskab til aktuelle og historiske ændringer på de

tekniske installationer og problemområder. Formålet med den kvalitative undersøgelsesmetode er at

opsamle den interviewedes nuancerede beskrivelser af anlæg, problemstillinger og observationer, der ikke

umiddelbart er tilgængelig ved måling. Andre grundlag for udarbejdelsen af kvalitative data kan være

ekspert udtalelser der ikke umiddelbart er muligt at finde i skrevne kilder.

Valg af personer til interviews:

I udvælgelsen af personer, der skal interviewes, er der fokuseret på personer, der har erfaring med netop

den tekniske drift af Beder skole, eller lignende anlæg. Alle interviews er blevet foretaget med en

semistruktureret fremgangsmetode, hvor enkelte spørgsmål har været fastsatte, og resten af interviewet er

foregået som teknisk samtale. De pointer der har været brugbare i forbindelsen med rapporten er blevet

skrevet direkte ind i denne. Følgende personer er blevet interviewet:

Peter Lykke Sørensen: Maskinmester og ansvarlig for drift og vedligehold i Bygninger

Klaus Hjul Sørensen: Teknisk serviceleder på Beder skole

Esben Lemming: Ansat hos Honeywell

Claus Humlum: Seniorkonsulent ved Keepfocus

Hans Mathisen: AffaldVarme

Niels Thomassen: Vvs teknikker og ejer af Åbyhøj VVS

I forhold til afsender-/modtagerforhold har det været et fokuspunkt hvilke agendaer interviewede

eventuelt kunne have. Det har været vigtigt at holde deres ytringer, hypoteser, og personlige tilhørsforhold

op mod eventuelle forskellige baggrund, faglige- og personlige mål. Et eksempel på dette er, at den

tekniske serviceleder på skolen har et incitament til at lave visse besparelser, da det kommer hans budget

til gode. Modsat er det hos de ansvarlige i Aarhus Kommune et incitament til at finde besparelser, da der så

kan skæres i skolens budget og dermed frigives midler til flere projekter. Samtidig kan der være en vis form

for faglig stolthed, der gør, at de interviewede forsøger at placere ansvaret for eventuel fejl et andet sted.

Page 11: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 11 af 74

Den interviewedes funktion og uddannelsesniveau er også en vigtig faktor. En person, der dagligt står for

driften, kan via erfaringen have rigtige observationer, der er meget brugbare, men hypoteser der bygger på

gætteri, eller overbevisning. Omvendt kan en fagperson være mere interesseret i et salg end i at løse det

egentlige problem hvilket kan blive en unødvendig dyr løsning.

1.3.3 Kvantitative data:

Den kvantitative dataopsamling, til brug for analysen, skal virke som belæg for rapportens påstande samt

medvirke til at underbygge eller problematisere de opstillede hypoteser for, hvorfor der er et afvigende

resurseforbrug. I indsamlingen af disse data er der blevet lagt vægt på at benytte allerede installerede

tekniske hjælpemidler mest muligt. Det vil give en indsigt i om brugen af CTS- og kommunes øvrige

dataopsamlings funktionerne er optimale, eller om der kan gøres tiltag, der kan optimere disse. I dette

afsnit vi der blive gennemgået fejlkilder i forbindelse med det kommunens datalogningssystem Keepfocus

da det bliver brugt til foranalysen.

1.3.3.1 Keepfocus:

Kilde: Telefon interview med Claus Humlum, Seniorkonsulent ved Keepfocus

Keepfocus er et værktøj til energistyring, som er implementeret i Aarhus Kommune for at reducere

resursespild. Her bliver forbruget af vand, varme og elektricitet logget hver time og kan aflæses på firmates

webbaserede brugerflade i timeintervaller. Dette system bruges til at optage data til analyse af skolens

forbrug. Målingerne er taget direkte fra forsyningsselskabernes målere, og må derfor regnes for forholdsvis

præcise, da forsyningsselskabernes målere skal leve op til specifikke krav for præcision. De loggede data

vedlagt som elektronisk bilag 1 (Kurver over forbrug). Herunder gennemgås usikkerhederne på de

installerede målere. For vandmåleren er det kun muligt at få oplyst AarhusVands garanterede maximale

afvigelser.

Usikkerhed:

Fjernvarme måler: MPE ± (0,5 +Δθ min/ Δθ ) %5. Opgivelses interval: 1 kWh og 100 L

Vand: ± 4 % efter 6 års brug6. Opgivelses interval: 1m3

El: MPE fra -40 til 70 °C er max +0,5 %, - 0 %7 Opgivelses interval: 10 kWh

Det har ikke været muligt at få oplyst om eller hvordan, der er lavet usikkerhedsberegninger på de loggede

værdier, og det er derfor ikke muligt at bestemme den resulterende usikkerhed. Det må dog forventes at

der i forbindelse med aftalen mellem Aarhus Kommune og Keepfocus er lavet aftale om en acceptabel

reliabilitet.

Fejlkilder:

Alle forsyningsselskabernes målere fjernaflæses af Keepfocus via pulser. Disse pulser er forskellige fra måler

til måler og sendes enten i 1, 10 eller 100 puls størrelser. Er modtageren i softwaren indstillet til 10 pulser,

men der sendes med 100, vil der måles en faktor 10 forkert. Dette er dog ikke sandsynligt, da anlægget

ifølge Keepfocus er kontrolleret for dette. Yderligere kan der i foranalysen ses, at skolens forbrug ikke ligger

5 PDF: Multical

®Energy meter

6 Oplyst af AarhusVand

7 PDF: Kamstrup 382

Page 12: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 12 af 74

en faktor 10 fra gennemsnittet på andre skoler, hvilket må være en indikation på, at der ikke foreligger en

sådan fejl.

Ved fejl på dataforbindelsen vil Keepfocussystemet ikke kunne levere de korrekte målinger pr. time.

Forbruget i nedeperioden vil da blive delt ligeligt ud på det antal timer nedbruddet har varet. Hvis der er

helt identiske målinger over nogle dage eller timer kan disse ikke bruges til analyse. Dog vil det samlede

årsforbrug stadig vise et reelt billede af forbruget.

1.4 Afgrænsning Der vil i rapportens problemformulering kun blive fokuseres på skolens afkølingsproblematik.

Indregulering af diverse styringer ligger uden for rettighederne for brugere af Honeywells CTS-anlæg. Der

vil derfor ikke blive udarbejdet forslag til indregulering af diverse styringer.

Grundet omfanget af radiatorer, ventilationsanlæg og blandesløjfer vil der ikke blive lavet nye komplette

løsninger og udregninger af optimale ventiler, p-bånd og kv-værdier.

2. Problemanalyse

2.1 Overordnet beskrivelse af Beder skole: Forud for ethvert godt projekt ligger der i reglen en veludført og dokumenteret gennemgang af projektets

natur og omfang. I dette tilfælde, hvor rapporten omhandler forbruget af energiresurser på Beder skole, er

det nødvendigt at starte med at lave en overordnet gennemgang og opmåling af skolens areal for at blive

bekendt med opbygningen af og typer af tekniske anlæg; samt til en vis grad brugen af disse. Denne

gennemgang vil belyse overordnede oplysninger om Beder skole og dermed kunne danne grundlag for

beregninger af nøgletal i forbindelse med analyse af skolens forbrug.

Beder skole er en folkeskole med tilhørende SFO. Skolen er opført af flere omgange, hvor de første dele af

skolen stod færdig i 1970, og hovedparten af skolen var færdigbygget i 1979. Herudover er der løbende

blevet bygget til og lavet omfattende renoveringer. Det samlede areal er i dag på til 9648 m2 8 eksklusivt

tandpleje og pedelbolig.

Det oplyses, at der er i alt på skolen er følgende brugere.

Tabel 19

Lærere 60

Pædagoger 31

Tekniske og administrative medarbejdere 17

Elever (0.-9.) 685

Elever der benytter SFO 360

Åbningstider skole: 07.30-16.00

8 PDF: Oversigt arealer

9 Oplyst på personalekontor på Beder skole

Page 13: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 13 af 74

Åbningstider SFO: 06.30-17.00

Her udover bruges skolen af en del fritidsbrugere til aftenundervisning af forskellig karakter..

I denne rapport vil der blive set bort fra følgende bygninger:

Den sydlige del af bygning 1 og 2. Disse 2x5 klasselokaler vil i løbet af 2013/14 blive gennemgribende renoveret. Det tjener derfor ikke

noget formål at lave en screening mens denne ombygning foregår.

Tandklinikken og den gamle pedelbolig. Disse ligger som selvstændige bygninger, med selvstændige målinger, og er derfor ikke med i de

optagende data.

På kortet herunder er det af rapporten omfattede m2 opmærket og navngivet for at skabe overblik. Det

skraverede område er som nævnt under ombygning. En liste med bygningernes øvrige oplysninger kan ses

på bilag 1.

Figur 1 Oversigt over Beder skole10

10

PDF: Oversigt arealer. Med egne rettelser

Page 14: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 14 af 74

2.2 Forbrug kontra overforbrug? For at få overblik over om der er et overforbrug af e-l vand og varme på Beder skole udarbejdes en

foranalyse af forbruget. Denne analyse vil danne grundlag for problemformulering og indsatsområde. For at

vurdere og diskutere et eventuelt overforbrug vil der i analysen blive sammenlignet med energiforbrug på

andre skoler i Danmark.

Aarhus Kommune har på flere bygninger digital overvågning af henholdsvis el, vand og fjernvarme forbrug.

Målingerne er tilgængelige fra enhver computer med internetadgang. Der kan indstilles alarmer, der

advarer om pludseligt ekstremt vandforbrug. Det tekniske servicepersonel bliver automatisk underrettet

via SMS. Denne funktion har af flere omgange afværget alvorlige vandskader. Programmet hedder

Keepfocus og er implementeret af Energyguard.

Der bliver på Beder skole målt varmeforbrug i m3 og kWh, El forbrug i kWh og vand forbrug i m3. Afvigelser

og fejlkilder er behandlet i metodeafsnittet.

For at give denne analyse validitet er det vigtigt, at årsforbruget af resurser er sammenlignelige.

Baggrunden for analysen er forbruget i perioden fra 2010 til 2013. Det vurderes at antal elever på skolen,

analt opvarmede m2 og samlede antal brugstimer er 3 parametre der skal være nogenlunde ens for at

kunne sammenligne de 4 år energiforbrug. Da det ikke var muligt af få reelle tal fra perioden, er der brugt

tal fra budgetterne for perioden 2009 til 2013. Tal i parentes er reelle oplyst af kontoret på Beder skole.

Tabel 211

År Elever og SFO bruger

[børn]

Areal for målinger

[m2]

Brugstimer

[timer/år]

2009/2010 1 049 9648 m2 39 330

2011 1 040 9648 m2 33 507

2012 1 035 9648 m2 31 324

2013 960 (1 045) 9648 m2 33 555

Det ses at det budgetterede elevtal har været stabilt frem til 2012 og så faldet ca. 10 % i 2013. Det reelle tal

for 2013 er dog på højde med tidligere år. I samme periode er der ikke blevet lavet nogen tilbygninger og

det totale areal har også været konstant. Den samlede antal brugstimer af skolens areal er budgetteret til

gennemsnitlig 32 800 timer for 2011 - 2013. Budgettet fra 2009/2010 viser et højere antal skoletimer i

forhold til de øvrige år. At man er overgået fra at lave budget for et skoleår til at lave budget for et

kalenderår, kan være en faktor. Da det samlede antal elever i 2009/2010 ligger på niveau med de

resterende år, vil der derfor blive set bort fra det lidt højere timeforbrug i den nævnte periode.

På denne baggrund kan analysen af forbruget på Beder skole foretages med udgangspunkt i forbrug i

perioden 2010-2013.

Årsforbrug fra 2010 til 2012 er listet op her under:

Tabel 312

11

PDF: ”Beder-2009-2010” til ”Beder-2013”

Page 15: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 15 af 74

Forbrug Vand EL Varme Afkøling

2010 2 676 m3 294 901 kWh 1 424 500 kWh 28 °C

2011 2 108 m3 268 672 kWh 1 133 180 kWh 27 °C

2012 1 993 m3 248 764 kWh 1 215 700 kWh 26 °C

Et hurtigt overblik over de samlede årsforbrug giver en indikation af, at udviklingen i vand og elforbrug har

været positiv, da disse er støt faldende. Varmeforbruget kan ikke umiddelbart analysers ud fra

årsforbruget, da forbruget ikke er klimakorrigeret. Afkølingen af fjernvarmen har været generelt faldende

og ligger under det acceptable niveau på 30 °C som er fastsat af AffaldVarme13.

I det efterfølgende vil vand -, el- og varmeforbrug samt afkøling blive behandlet yderligere for at afdække

udviklingen i løbet af året. Alle grafer er producerede på baggrund af data fra skolens Keepfocus og er

vedlagt på det elektroniske bilag: Bilag 1(Kurver over forbrug)

2.2.1 Vand forbrug

Forbruget af vand på Beder skole har været faldende over de sidste tre år og var i 2012 faldet med over 25

% i forhold til 2010 niveau.

Kurven herunder viser forbruget i løbet af året og forbrugets udvikling fra 2010 til og med oktober 2013:

Figur 2 Vandforbrug 2010-2013

Det ses at variationerne i vandforbruget på årsbasis er meget ens. Forbruget ligger forholdsvist stabilt i

starten af året med fald i sommer-, efterårs- og juleferie. Dette vidner om at vandforbruget er meget

afhængigt af, at der er brugere af skolen. Derudover ses en generel nedgang i forbruget i den observerede

årrække.

Det tyder på, at der er taget vandbesparende tiltag siden 2010, og at disse har virket. Der er i perioden

installeret nye toiletter med 6 og 3 liters skyl på store dele af skolen og håndfri armaturer til håndvask.

12

ELB: Bilag 1 (Kurver over forbrug) 13

PDF: TEKNISKE BESTEMMELSER FOR FJERNVARMELEVERING

0

50

100

150

200

250

300

350

400

jan feb mar april maj jun jul aug sep okt nov dec

m3

Måned

Vandforbrug 2010-2013

2010

2011

2012

2013

Page 16: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 16 af 74

Samtidig har der været en udvikling, hvor færre går i bad efter idræt14. Både tekniske foranstaltninger og

brugeradfærd må formodes at have indvirkning på det faldne forbrug.

2.2.2 El forbrug

El forbrug på Beder skole har ligesom vandforbrug været faldende over den observerede periode.

Kurven herunder viser forbrugets udvikling fra 2010 til og med oktober 2013 og udsving i det årlige forbrug:

Figur 3 Elforbrug 2010-2013

Elforbruget er over perioden overordnet set faldet, hvilket ser ud at fortsætte i starten af 2013. Forbruget

er på årsbasis som vandforbruget meget afhængig af, at der er brugere på skolen. Det ses endvidere, at

forbruget er lavest i sommermåneder og højest i vinter månederne med de karakteristiske fald i

ferieperioder. Det er en naturlig udvikling, da forbruget til lys vil stige i de mørke måneder.

Det ser således ud til, at der er i perioden 2010 til i dag er foretaget strømbesparende tiltag på skolen,

hvilket har medvirket til et fald i forbruget. Forbrugsområderne omfatter bl.a. belysning, ventilation og

udsugning. Også her kan ændret brugeradfærd være medvirkende til denne nedgang.

Som et udtryk for hvor meget el der bliver brugt når skolen står tom var mindsteforbruget pr. time i 2012 i

gennemsnit 14 kWh. Dette betyder at der hver time, uafhænig af øvrugt brug er et konstant forbrug på 14

kWh på skolen. Dette er i løbet af et år 122 640 kWh. Med et årliget forbrug på 248 764 kWh er det:

af det samlede årlige forbrug.

Mulige grunde til det høje standbyforbrug kan være, køkkenets mange ældre køle og fryseanordninger,

udendørsbelysning, og diverse elektronik.

14

Klaus Hjul Sørensen

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec

kWh

Måned

Elforbrug 2010-2013

2010

2011

2012

2013

Page 17: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 17 af 74

2.2.3 Varmeforbrug

Beder skole er opvarmet med fjernvarme, som benyttes både til opvarmning af lokaler og indblæsningsluft

samt produktion af varmt brugsvand. På grafen herunder ses det ukorrigerede fjernvarmeforbrugets årlige

udvikling i perioden 2010 til 2013:

Figur 4 Varmeforbrug 2010-2013

Der ses af fjernvarmeforbrugets udvikling over året, en tydelig udvikling med højt forbrug om vinteren og et

meget lavere forbrug i sommerperioden. Ferieperiode ses ikke så tydeligt i varmeforbruget. Dette hænger

sammen med, at udetemperatur har større indflydelse på varmeforbruget end antal brugere og brugstid.

Dette hænger sammen med at rumtemperaturen ikke kan sænkes under 16 °C15 og stadig have en god

økonomi. Dette er dog en grænse, der kræver nøjere udregninger for at fastsætte præcis.

Da en bygnings varmeforbrug ikke umiddelbart kan sammenlignes år for år skal forbruget

graddagekorrigeres for at udligne forskelle i de to års vejrlig.

2.2.3.1 Graddagekorrigering

Når et varmeforbrug skal graddagekorrigeres er det nødvendigt at have indsigt i begreberne graddage,

normalår, GUF og GAF.

Graddage er et mål for hvor koldt det har været det pågældende år.

En graddag er defineret som et døgn, hvor udetemperaturen i gennemsnit er 1 0 (C/K) koldere end

indetemperaturen. I disse udregninger sættes indetemperaturen til 17 0 C da de sidste 3 o C op til normal

rumtemperatur regnes opvarmet af varmetilskud fra belysning, el-apparater og personer16. Har

15

Varme på rette sted, 2. udg., side 9 16

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 177

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec

kWh

Måned

Varmeforbrug 2010-2013

2010

2011

2012

2013

Page 18: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 18 af 74

gennemsnitstemperaturen et døgn været 12 0 svarer det til 5 graddage. Antal af graddage i et kalenderår

summeres sammen og dette er udtryk for kalenderårets opvarmningsbehov17.

Et normalår er et udtryk for gennemsnitlig antal graddage pr. år målt over en periode på ca. 20 år. 18Et

normalår kan variere alt efter den klimatiske periode det bregnes over. I denne rapport regnes med et

normalt år er 3112 graddage, da det bruges i de tal der senere sammenlignes med.

GUF står for ”Graddage Uafhængigt Forbrug”

Dette vil være den andel af fx fjernvarme, der bruges på opvarmning af varmt brugsvand, varmetab fra

cirkulationsledninger for varmt brugsvand, varmetab varmtvandsbeholdere med videre19. Det er et forbrug,

der er nogenlunde uafhængig af udetemperaturen. Dette tal sættes for skoler erfaringsmæssigt til 19 % af

det samlede varmeforbrug.20 Denne andel er generelt stigende i den danske bygningsmasse, i forbindelse

med at klimaskærm bliver bedre og bedre isoleret.

GAF står for ”Graddage Afhængigt Forbrug”

Dette er den resterende andel af fjernvarme forbruget. Det er hovedsagelig opvarmning og

transmissionstab i cirkulationsledninger.

2.2.3.2 Korrigering

Det graddagekorrigerede varmeforbrug bliver udregnet efter formlen

21

Antal graddage i de forgangne år inklusiv normalår, målt pr måned, kan findes hos Ringe fjernvarme22

Regneark med udregninger er vedlagt som elektronisk bilag 1 (Kurver over forbrug)

På dette grundlag kan varmeforbruget sammenlignes og analyseres.

Ser man først på det ukorrigerede forbrug ses det, at der ikke er en klar udvikling i perioden med svingende

forbrug:

Tabel 4: Reelt forbrug23

2010 2011 2012

1 424 500 kWh 1 133 180 kWh 1 215 700 kWh

17

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 177 18

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 177 19

Håndbog for Energikonsulenter 2008, version3 side 43 20

Håndbog for Energikonsulenter 2008, version3 side 44 21

Håndbog for Energikonsulenter 2008, version3 side 9 22

Graddage. [Online] 23

ELB: Bilag 1 (Kurver over forbrug)

Page 19: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 19 af 74

Ser man efterfølgende på de korrigerede forbrug ses, at der heller ikke har været en nævneværdig udvikling

i forbruget i denne årrække.

Tabel 5: Graddagekorrigeret 24

2010 2011 2012

1 299 557 kWh 1 260 505 kWh 1 281 132 kWh

Der har i løbet af denne 3-årige periode ikke været et nævneværdig fald i fjernvarmeforbruget på Beder

skole, og udsvingene har været maximalt 2 % i forhold til 2012 niveau.

2.2.4 Afkøling

Fjernvarme afregnes i Aarhus Kommune pr. kWh. Det er vigtigt for fjernvarmeværket, at afkølingen hos

forbrugeren er høj, så der ikke skal pumpes mere vand end højest nødvendigt ud til forbrugeren, og

transmissionstabet i forsyningsledningerne minimeres. Der er der derfor indført et så kaldt taksbidrag, der

skal sikre at forbrugerne arbejder mod en høj afkøling og som minimum 30 0 C.

Takstbidraget i Aarhus Kommune er for 2013 sat til 0,0070 kr. ekskl. moms, pr. grad under 30 0 C / kWh. 25

Afkølingen for Beder skole er overskueliggjord i grafen og tabellen her under.

Figur 5 Afkøling 2010-2013

Tabel 626

2010 2011 2012

28 °C 27 °C 26 °C

En nærmere analyse af kurven viser, at der i perioden 2010-2012 er en overordnet lille stigning i afkølingen

i forårsmånederne, hvorefter den topper i sommermånederne og er faldende i efterårsmånederne. Dette

24

ELB: Bilag 1 (Kurver over forbrug) 25

PDF: Fjernvarmetakster 1. juli 2013., side 1 26

ELB: Bilag 1 (Kurver over forbrug)

10

15

20

25

30

35

jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec

°C Afkøling 2010-2013

2010

2011

2012

2013

Page 20: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 20 af 74

må siges at være afvigende fra normalbilledet på en afkøling af andre fjernvarmeanlæg. Her under ses

kurven for afkølingen og forbruget i en typisk villa.

Figur 6 Typisk forbrug og afkøling i dansk villa27

Her ses at forbruget passer meget godt overens med forbruget på skolen men afkølingen indtil 2013 er

markant anderledes.

Det er erfaringsmæssigt svært afkøle fjernvarmevandet 30 grader i sommerperioden da her typisk kun

bruges fjernvarme til varmtvandsproduktion, men da forbruget typisk er lavt om sommeren er det muligt at

få årsafkølingen over 30 grader i vinterperioden hvor et større forbrug og en bedre afkøling er mulig.

Ledes opmærksomheden igen tilbage på afkølingen på Beder skole ses det at udviklingen i 2013 har lignet

mere den typiske afkøling mere end normalt, men på et markant lavere niveau.

Det kan slutteligt læses af tabellen, at den gennemsnitlige årsafkøling ligger under de 30 grader, og har

været faldende siden 2010. Dette har resulteret i en ekstra udgift til skolen i perioden fra 2010-2012. I 2011

svarede takstbidraget til ca. 72 000 kr. og 45 000 inklusiv moms, i 201228.

For at undersøge hvor længe årsafkølingen er faldet er følgende graf produceret:

27

EFFEKTIV AFKØLING BETALER SIG, side 7 28

Klaus Juhl Sørensen

Page 21: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 21 af 74

Figur 7 Årsafkøling 2006-2013

Grafen viser en afkøling der har været konstant faldende siden 2007 og kommer fra et niveau der ligger

over karvet på 30 °C. Det kunne tyde på, at de tekniske installationer på Beder skole er i stand til at levere

en acceptabel afkøling, men at der over de seneste 6 år ikke har været fokus på dette område.

En anden mulig grund til den faldende afkøling kan være en faldende fremløbstemperaturen fra

fjernvarmeværket. Hvis Fjernvarmeværket gradvist har nedjusteret fremløbstemperaturen bliver det

vanskeligere at overholde de 30 grader, da systemet er dimensioneret til en hvis temperatur.

Ud fra samtale med Hans Mathisen fra Affaldsvarme er det erfaret, at fremløbstemperaturen i Beder frem

til 1. august 2011 konstant har været på 76 °C og efter denne dato er overgået til lavere fremløb i sommer

perioden. Temperaturen har dog aldrig har været under 72 °C. Det kan med andre ord sandsynliggøres at

det ikke er på grund af for lav fremløbstemperatur at skolens afkøling har udviklet sig i en negativ retning.

2.3 Sammenligningsgrundlag: Analysen af resurseforbruget på Beder skole har givet et indblik i udviklingen af dette og kan derfor danne

grundlag for en sammenligning med nøgletal fra andre skoler i Danmark. Sammenligningsgrundlaget er

2012 værdier.

Vandforbrug: 1993 m3

Elforbrug: 248 764 kWh

Fjernvarmeforbrug (graddagekorrigeret): 1 281 132 kWh

Manglende afkøling (års gennemsnit): 4 °C

Afregningspriser:

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

°C Årsafkøling 2006-2013

Page 22: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 22 af 74

Priserne på resurser ændrer sig konstant. Udregninger i denne rapport er lavet på grundlag af følgende

priser, der i skivende stund er standart hos Administration og Ejendomme i Aarhus Kommune. Alle priser

er eksklusiv moms.

Tabel 729

Vand EL Varme Afkøling

Energipriser 40,03 kr./m3 1,64 kr./kWh 0,43 kr./kWh 0,0073 kr./°C/kWh

De samlede udgifter til energi bliver i 2012: (afrundet til nærmeste 1000)

Vandforbrug: 80 000 kr.

Elforbrug: 408 000 kr.

Fjernvarmeforbrug (graddagekorrigeret): 551 000kr.

Manglende afkøling (års gennemsnit): 36 000 kr.

I alt 1 068 000 kr.

I diagrammet er udgifterne fordelt procentuelt for at give et overblik over de største poster i forbrug. Der

er udelukkende er tale om forbrugsbaserede udgifter, der ikke tager højde for diverse tilslutningsafgifter.

Figur 8 Forbrug fordelt på udgifter 2012

Det ses at langt den største udgift er til varmeforbrug der sammen med takstbidraget står for 55 % af

udgifterne. I det følgende vil afsnit vil en komparativ analyse om Beder skoles forbrug er højt sammenlignet

med andre skoler i Danmark.

I denne rapport vil medianen af de eksisterende ELO-nøgletal danne grundlaget for denne sammenligning.

Disse nøgletal bruges ofte som sammenligningsgrundlag, da de er nogle af de mest omfattende målinger

der er fortaget på dette område.

29

ELB: Bilag 1 (Kurver over forbrug)

7%

38% 52%

3%

Forbrug fordelt på udgifter i 2012

Vandforbrug Elforbrug Fjernvarmeforbrug Takstbidrag

Page 23: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 23 af 74

For at kunne sammenligne forbrug er det nødvendigt at udregne nogle nøgletal for Beder skole.

”Nøgletallene er baseret på indrapporteringer i perioden januar 1997 til maj 2002 foretaget

til Konsulentsekretariatet for Energiledelsesordningen af konsulenter tilknyttet

Energiledelsesordningen, også kaldet ELO-ordningen.”30

Definitionen på nøgletal er:

31

Eller

I forbindelse med ELO-nøgletallene er ydelsen sat til at være antal kvadratmeter. Dette kan diskuteres, og

der kan fremføres argumenter for at ydelsen skal være pr. elev eller pr. undervisningstime, da dette er

skolens ”produkt”. Da Beder skole bruges både til skole, SFO og fritidsbrugere ville det blive for omfattende

at begynde at adskille disse aktiviteter for at lave andre nøgletal. Derfor vurderes det at antal kvadratmeter

er passende som ydelse.

I tabellen herunder er ELO-nøgletallene stillet op overfor samme nøgletal fra Beder skole udregnet ud fra

formlen ovenfor. De 30 °C for afkølingen er valgt forhold til AfaldVarmes krav.

Tabel 8

Vandforbrug

[m3/m2]

Elforbrug

[kWh/m2]

Fjernvarmeforbrug

[kWh/m2]

Afkøling

[°C]

Beder skole 0,2 24,9 128 26

ELO-nøgletal / mål 0,232 20,233 11334 30,035

Afvigelse fra

nøgletal

+ 0,0 % + 23,3 % + 13,3 % -13,3 %

Af tabellen kan ses at afkølingen, fjernvarmeforbruget og særligt elforbruget overstiger ELO-nøgletallene og

krav.

Det skal gøres opmærksom på, at ELO-nøgletallene som tidligere nævnt er over 10 år gamle, og at der må

forventes at have været en udvikling mod lavere forbrug pr. m2 siden. Dette ændrer imidlertid ikke på, at

Beder skole som minimum skulle kunne bevæge sig tættere på medianen for danske skoler. Derfor vil der i

det efterfølgende afsnit blive refereret til ELO-nøgletallene som mål.

30

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 171 31

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 34 32

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 176 33

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 175 34

Energihåndbogen - med råd og vejledning, side 172 35

PDF: Fjernvarmetakster 1. juli 2013, side 1

Page 24: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 24 af 74

2.4 Delkonklusion: Det kan konkluderes at Beder skole har et overforbrug af el på godt 23 %. Det er yderligere sandsynliggjort

at ca. 50 % af elforbruget går til forbrug, der ikke direkte er forbundet til aktiviteter på skolen. Elforbruget

har været faldende siden 2010.

Samtidig er der et overforbrug på godt 13 % fjernvarme i forhold til gennemsnittet af danske skoler.

Forbruget af fjernvarme har været stabilt siden 2010.

Dertil kommer en afkøling, der ligger godt 13 % under målet, hvilket medfører en strafafgift og et øget

transmissionstab i distributionsnettet. Denne afkøling har med de nuværende installationer kunnet levere

en acceptabel afkøling på 33° C.

Vandforbruget ligger på linje med målet.

Det er i høj grad plausibelt, at der er besparelsespotentiale på både el, fjernvarme og afkølings området.

Der kan i forbindelse med analysen peges på særlige fokusområder i forbindelse med en energioptimering.

2.5 Problemformulering De forbrug, der tiltrækker sig størst opmærksomhed på Beder skole er det høje elforbrug, (særligt standby

forbruget) det høje varmeforbrug og den dårlige afkøling. Der er således flere mulige veje at gå i

forbindelse med en energioptimering.

Som det fremgik af analysen er der de senere år været fokus på at nedbringe elforbruget. Der er i løbet af

2013/14 planlagt udskiftning af samtlige cirkulationspumper, ældre køleskabe og frysere i skolekøkkenet

samt udskiftning af lysstofrør til LED-rør og behovsstyring af ventilation. Det er et fokusområde på skolen,

og der er en proces i gang for at finde besparelser. Det kan dog anbefales, at der laves en ekstra indsats på

at nedbringe standby forbruget, som er meget højt.

Varmeforbruget er meget afhængigt af, hvor godt isoleret bygningerne er da dette er bestemmende for

transmissionstabet. Da det erfaringsmæssigt er meget dyrt at lave facaderenoveringer og efterisolering, er

det svært at finde de store besparelser på den del af varmeforbruget. For at vurdere om det samme er

tilfældet på Beder skole er der med energimærkningsprogrammet Energy10 blevet udarbejdet beregninger

på rentabiliteten af renovering af klimaskærmen på den dårligst isolerede bygning. Denne ses her under:

Page 25: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 25 af 74

Figur 9 Tilbagebetalingstider på isolering af klimaskærm

Det ses af oversigten at kun hulmursisolering i dette tilfælde er rentabelt da tilbagebetalingstider for

resterende tiltag alle overstiger tiltagenes levetid.

Problematikken omkring den aftagende afkøling er et emne der, er oplagt at kigge nærmere på. Analysen

peger på et varmeanlæg, der gradvist leverer dårligere, og tidligere har kunnet overholde reglerne. Der er

en tydelig økonomisk gevinst ved at få anlægget bragt tilbage til oprindelig drift igen. Det kan tyde på, at

dette er et forsømt område i driften af Beder skole, da det, som det eneste af rapportens fokusområder, er

inde i en negativ udvikling. En yderligere begrundelse for at vælge dette fokusområde er, at et bedre

trimmet fjernvarmesystem i sidste ende også vil bidrage til besparelser på varmeforbruget. Da der 2012

ifølge blev betalt 558 751 kr. for varme inklusiv takstbidrag kan der hvis takstbidraget helt fjernes kunne

spares minimum

på varmeregningen. Her til kommer eventuelle besparelser på varmeforbrug. Ud over disse besparelser er

det muligt at søge om tilskud til forbedring af brugsanlæg med dårlig afkøling. En sådan tilskud vil i

forbindelse med Beder skoles nuværende afkøling være et engangsbeløb på ca. 8000 kr36.

På baggrund af en undren over hvorfor denne afkøling langsomt er blevet dårligere og besparelses

potentialet på skolens største energipost, er der valgt at fokusere på afkølingen af skolens forbrugte

fjernvarmevand. Følgende problemformulering er derfor udarbejdet:

”Hvilke tekniske installationer forårsager den dårlige afkøling, og hvilke tiltag kan der tages

for at hæve årsafkølingen og anlæggets funktionalitet?”

36

Hans Mathisen: AffaldVarme

Page 26: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 26 af 74

3. Bygningsgennemgang Det står klart at afkølingen på Beder skole er faldet ca. 1,5 °C hvert år siden 2007. På den baggrund giver

det mening at opstille hypotesen om et anlæg hvor der ikke har været fokus denne problemstilling. Da

faldet i afkølingen er så lineært virker det ikke sandsynligt at en pludselig fejl har ødelagt billedet da det

vise sig mere tydeligt i et pludselig fald. Denne nye viden om fjernvarmeafkølingen og hypotesen om et

anlæg med flere fejl har ført til yderligere undersøgelse af hvilke anlæg på skolen, der har indflydelse på

afkølingen. For at få indblik i hvordan anlægget på skolen fungerer, gennemgås i næste afsnit hvordan

fjernvarmen distribueres.

3.1 Fjernvarme og distribution Fjernvarmesystemet kan deles op i 3 overordnede elementer37:

Produktionsanlæg/Fjernvarmecentraler

Distributionsanlæg/Fjernvarmenet

Tilslutningsanlæg/Brugeranlæg

Produktionsanlæg er de anlæg, der producerer det

fjernvarmevand, der er grundlaget for hele systemet.

Produktionen foregår på forskellige anlæg og med forskellige

brændsler lige fra olie til biogas. I Aarhus Kommune er det

primært kraftvarmeværket i Studstrup og

Affaldsforbrændingen i Lisbjerg, der fungerer som

grundlastanlæg. Disse værker producerer både el og

fjernvarme. På Studstrupværket er fjernvarmeproduktionen

sekundær, men er med til at øge virkningsgraden fra ca. 47

% til omkring 90 % på værket.38. Der findes i Aarhus

Kommune også lokale fjernvarmecentraler, der benytter

halm, flis eller biogas som brændsel. Er varmeforbruget i

perioder stort, findes der i bl.a. Gjellerup og Aarhus centrum

spidslastanlæg, der hurtigt kan startes op og levere den

ønskede effekt. Disse bruger olie som brændsel, da det

muliggør fenne hurtige opstart. Et overblik over

produktionsanlæg og transmissionsnettet for Aarhus Kommune kan ses på figur 10.

Det producerede fjernvarmevand pumpes ud til forbrugeren i fremløbet og ledes tilbage til

produktionsanlægget i returen. Ledningerne fra kraftvarmeværk til forbrugeren er delt op i henholdsvis

transmissionsledning, hovedledning og stikledning. Transmissionsledningen går fra kraftvarmeværk til en

vekslerstation ude i området. I overgangen til hovedledningen opvarmes vandet i en ny kreds via en

varmeveksler. For at gøre op for transmissionstabet i ledningen kan der i nogle tilfælde ligge et decentralt

værk, der igen øger temperaturen på fjernvarmevandet.

37

Varme Ståbi, 6. udg., side 243 38

Varme Ståbi, 6. udg., side 257

Figur 10 Transmisionsnettet Aarhus Kommune

Page 27: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 27 af 74

Hovedledninger går fra denne decentrale station ud i umiddelbar nærhed af forbrugerne, hvorfra en

stikledning fører varmen til den enkelte husstand. En oversigt kan ses herunder

Figur 11 Kraftvarmeværk med transmissionsledning og fjernvarmenet39

Fjernvarmeværkerne pumper fjernvarmen ud i nettet ved forskellig temperatur alt efter, om det er sommer

eller vinter. Typisk er temperaturen mellem 100 og 120 °C når det forlader værket40. Dette sikre at der,

trods den større temperaturdifferens på fremløb og udetemperatur i vintermånederne, stadig kan leveres

forudbestemt temperatur til forbrugeren. Fjernvarme Aarhus garanterer en fremløbstemperatur på

minimum 60° C41 og forlanger en afkøling på 30 °C i installationen. Dette krav er sat for at gøre

fjernvarmeforsyningen mere effektiv. Kravet til afkølingen er med til at spare energi, fordi varmetabet i

returledningen bliver mindre, men vigtigst skal forsyningsselskabets fjernvarmepumper bruge mindre

effekt, da en højere afkøling af vandet hos forbrugeren giver samme afleveret varmeenergimængde ved

lavere flow.

Tilslutningen til forbrugeren kan enten ske via et direkte anlæg, hvor fjernvarmevandet ledes direkte ud i

installationen eller et indirekte anlæg, hvor en veksler adskiller stikledningen og varmefordelingssystemet.

3.2 Teori afkøling Tilslutningen af fjernvarme på Beder skole er udført som et direkte anlæg med opblanding og

udekompensation. Kort fortalt bruges fjernvarmevandet direkte i installationen og udekompensationen

sørger for at blandesløjfen leverer en korrekt fremløbstemperatur til radiatorkredsene alt efter vejrliget.

For at kunne styre radiatorens effektafgivelse og afkølingen i radiatorerne bedst muligt er der 2 faktorer,

der kan reguleres på. Fremløbstemperatur og vandføring. For at gøre klart hvordan vandføring,

fremløbstemperatur og radiatorstørrelser har indbyrdes indvirkning kan det give mening at gennemgå

dimensioneringen af en radiator.

Når et rums varmeflader skal dimensioneres, kan der ud fra 3 formler dannes et godt indtryk af

effektforbrug. Der skal som udgangspunkt findes et effektforbrug ved en dimensionerende situation. I

39

Varme Ståbi, 6. udg., side 243-245 (med egne rettelser) 40

Kombineret el- og varmeproduktion. [Online] 41

PDF: TEKNISKE BESTEMMELSER FOR FJERNVARMELEVERING side 26

Page 28: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 28 af 74

Danmark vil den dimensionerende situation som oftest være en indetemperatur på 20 °C og en

udetemperatur på -12 °C42. Varmetransmissionen ud af lokalet ved dette temperatursæt bestemmer

således den effekt, radiatoren maksimalt skal kunne levere ud fra formlen:

)43

Hvor:

Da temperaturforskellen og arealet ikke kan reguleres, er U-værdien det eneste der kan ændres. Dette

foregår ved isolering af klimaskærmen. U-værdien for bygningen kan udregnes som en blanding af de

forskellige dele af klimaskærmen, eller der kan bruges erfaringstal.

Når lokalets transmissionstab i dimensioneringssituationen kendes, kan der nu findes en radiator med den

rette størrelse. Radiatorns effekt skal være tilsvarende transmissionstabet fra tidligere. Formlen for en

radiators afgivende effekt fremgår her under:

-

44

Hvor:

Det fremgår af formlen, at en allerede monteret radiator kun kan levere en hvis effekt, hvis de tre

ovenstående temperaturer er fastsatte. Dette temperatursæt er derfor et vigtigt parameter i forbindelse

med afkøling og leveret effekt. Man har før i tiden dimensioneret radiatorer til højere

42

PDF: Den lille blå om Varme, 1. udg., side 131 43

PDF: Varmeanlæg, foreløbig udgave., side 19 44

PDF: Varmeanlæg, foreløbig udgave., side 19

Page 29: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 29 af 74

fremløbstemperaturer, end der er tilgængeligt i dag. Dette kan give problemer med den leverede effekt,

når fremløbstemperaturen sænkes, som det fremgår af de to efterfølgende udregninger.

Den større effekt med 80/50/20 (fremløb/retur/rum) er et resultat af den større logaritmiske

temperaturdifferens mellem vandet i radiatoren og luften i lokalet. Beder skole er efter udsagn fra Niels

Thomassen (Vvs-tekniker og ejer af Aabyhøj vvs) ”højst sandsynligt” dimensioneret til 70/40/20.

I dag er dimensioneringskravene et temperatursæt der hedder 60/40/2045.

Afkølingen af fjernvarmevandet er som tidligere nævnt sat til minimum 30 °C. Den levrede effekt er fastsat

via ovenstående formel og fremløbstempereturen kan ikke hæves. Nu kan den maximale vandføringen i

radiatoren findes ved at isolere G i formlen:

-

46

Hvor:

Hvis der regnes videre med temperatursættet 70/40/20 får vi følgende vandmængde i radiatoren fra før:

Hæves vandføringen nu med 10 kg i timen og effekten holdes konstant ses det at afkølingen falder:

45

PDF: Hvad betyder revideringen af DS 469 for fjernvarmebranchen?, side1 46

PDF: Varmeanlæg, foreløbig udgave., side 19

Page 30: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 30 af 74

Denne lettere simplificerede udregning viser at hvis vandføringen i en radiator stiger til over det beregnede,

må afkølingen falde. Det siges at radiatoren kortsluttes, da vandføringen bliver så stor, at vandet ikke kan

nå at blive afkølet. Yderligere ses det at en mindre vandføring medfører faldende effekt.

Vandføringen styres primært i radiatorventilerne, men cirkulationspumper kan også øge eller sænke

vandføringen hvis de levere et øget tryk.

Ud fra disse beregninger konkluderes at en høj fremløbstemperatur giver en stor effekt ved en Δt på 30°C.

Sænkes fremløbstemperaturen sænkes effekten også ved samme Δt. Sænkes vandføringen, falder effekten

ligeledes. Mest interessant i forbindelse med afkølingsproblematikken ses det at for høj vandføring i en

radiator er grunden til en dårlig afkøling. Som det kan ses af nedenstående skema giver det mening at

justerer på både fremløbstemperaturen og vandføringen47. Samtidig giver skemaet et udmærket overblik

over hvordan vandføring og fremløbstemperatur har stor indflydelse på returtemperaturen:

Figur 12 Gennemregnede eksempler for en specifik radiator48

47

PDF: Varmeanlæg, foreløbig udgave, side 21 48 PDF: Varmeanlæg, foreløbig udgave., side 19

Page 31: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 31 af 74

3.3 Brugeranlæg på Beder skole (systembeskrivelse) For at klarlægge hvor den dårlige afkøling opstår, følger her en systembeskrivelse på Beder skole. Den skal

redegøre for systemets opbygning med henblik på nærmere analyse af problemstillinger. Afsnittet er også

med til at synliggøre hvilke faktorer, der er med til at sikre en høj afkøling. Hermed dannes grundlag for

mere konkret undersøgelse af de individuelle systemer og klarlægge hvilke målinger, der er nødvendige.

3.3.1 Bygningsgennemgang radiatorsystem

Fjernvarmestikledningen går ind i kælderen i bygning 2, hvorfra den forgrener sig ud i skolens bygninger.

Herfra fordeler fjernvarmevandet sig ud til i alt 10 blandesløjfer, der sørger for opblanding af returvandet til

de 10 radiatorkredse. En oversigt over blandekredse og forsyningsområder kan ses herunder.

Figur 13 Blandesløjfer og opvarmningsområde

Page 32: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 32 af 74

Hver radiatorkreds er som nævnt forsynet med sin

individuelle blandesløjfe. Blandesløjfen sørger for

opblanding af fremløb og retur så fremløbstemperaturen i

anlægget er styret til forskellige reguleringssituationer og

udetemperaturen. Dette kan give besparelser på omkring 5

% af varmeforbruget49. Blandesløjferne på Beder skole er

opbygget, som vist på figur 1350.

Temperaturen på det opblandede vand styres af en motorventil på returledningen. Ved at lukke denne i

opblandes det varme fjernvarmevand med afkølet vand fra returen. Ved fuld åbning er

fremløbstemperaturen ca. den samme som fremløbstemperaturen i stikket. Motorventilen og dermed

fremløbstemperaturen styres af skolens CTS-anlæg (Central Tilstandskontrol og Styring). En kontraventil,

også kaldet shunt, sørger for, at vand fra fremløbet ikke kan løbe direkte til returen og kortslutte

blandesløjfen med dårlig afkøling til følge.

Trykdifferens-regulatoren, der også er monteret på returen, sørger for et passende lavt og stabilt differens

tryk over radiatorkredsen, hvilket sikrer at reguleringsventiler har optimale forhold i forbindelse med

reguleringen. Et højt eller skiftende differenstryk kan give pendling i motorventilen, større varmeforbrug og

dårlig afkøling, fordi vandføringen bliver større end dimensioneret.

Fordelingsanlægget er opbygget som et 2-strengsanlæg med vandret fordeling og forsyning nedefra.

Princippet for dette er overordnet skitseret på diagrammet herunder.

Figur 15 2-strengsanlæg51

Denne opbygning er meget anvendt i anlæg med fjernvarmeforsyning, da det potentielt kan give en god

afkøling over hver enkelt radiator set i forhold til et 1-strengs anlæg. Vandføringen styres af radiatorventiler

der, i de fleste også styres af CTS-anlægget via termoaktuator. På gange og mindre rum er der minder brugt

stures vandmængderne af en radiator termostat. Der findes på skolen ca. 200 radiatorer.

3.3.2 CTS-anlæg

På Beder skole er der installeret et CTS anlæg fra producenten Honeywell. CTS systemer anvendes typisk til

at styre og regulere store bygningers tekniske installationer bl.a. vvs- og ventilationsanlæg, så de fungerer

korrekt og energieffektivt. Den centrale styring og muligheden for at fjernaflæse vigtige parametre letter i

49

Håndbog for vvs’ere, side 50 50

Varme Ståbi, 6. udg. side 305 (med egne rettelser) 51

Varmeanlæg, foreløbig udgave, side 8

Figur 14 Opbygning blandesløjfe

Page 33: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 33 af 74

mange tilfælde arbejdet for det tekniske servicepersonel, der har ansvaret for at sikre optimal drift. Dette

anlæg har ligeledes udekompensation. Det kan være et meget nyttigt værktøj til at holde styr på

energiforbrug og tekniske installationer. Hvis anlægget skal fungere efter hensigten kræver det, at alle

anlæg og relevante målinger er tilgængelige, og at det tekniske servicepersonel aktivt bruger systemet.

Ellers vil den gavnlige effekt være minimal.

I CTS-anlægget er blandesløjferne præsenteret som på udklippet her under.52

Figur 16 Sådan vises blandesløjferne på skolens CTS-anlæg

Det viste blandeanlæg reguleres efter en udendørsføler, der levere data til en regulator. Denne regulator

styrer åbningsgraden af den tovejs motorventil, der blander en hvis mængde vand fra returen tilbage i

fremløbet til setpunktet er nået. Setpunktet er styret af en varmekurve, der er fremstillet på baggrund af

bl.a. rummets isolations niveau, varme træghed og radiatorstørrelser. Desto dårligere isoleret bygningen

er, jo stejlere skal kurven indstilles.

Figur 17 Varmekurver for udekompensering53

Som det fremgår af ovenstående udklip, er fremløbstemperaturen i denne blandesløjfe styret af denne

kurve. Her er det typisk programmører af CTS anlægget der vælger kurve og krumning ud fra erfaring, og

efterfølgende er det op til driftslederen at fin-tune indstillingen via trial and error.

52

Eget arkiv 53

Eget arkiv

Page 34: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 34 af 74

Styring af moterventilens åbningsgrad sker via en PI regulering med fremløbstemperaturen fra

varmekurven som setpunkt. Det er for brugeren af CTS-anlægget kun muligt at bestemme setpunktet ved

at indstille kurven og krumningen.

CTS-anlægget kan ud over regulering også udføre natsænkning og pumpestop i perioder uden

varmeforbrug54. Dette kan være med til at spare yderligere på varme- og elforbruget.

De fleste lokaler er udstyret med rumstyring, der tillader at have natsænkning til 17 ° i rum, der ikke bruges

og 20 °C i andre lokaler. Denne opgradering af CTS-anlægget blev indført i 2009. Rumstyring gør det muligt

at styre temperaturen individuelt i alle rum og dermed lave mere præcis regulering og natsænkning, der

ofte giver en stor varmebesparelse. De termostatiske radiatorventiler er blevet udskiftet med en

termoaktuator, der styrer varmeafgivelsen ved pulsbreddemodulation.

Denne natsænkning er i dag styret af tidsprogrammer, der efter endt undervisning stopper varmetilførslen

til temperaturen i lokalet er 17 °C. Herefter holdes temperaturen konstant indtil genopvarmningen til 20 °C

påbegynder ca. 6 timer, før rummet skal bruges.

Det er ikke muligt at få adgang til yderligere dele af historikken på dette CTS anlæg, da dette ikke kunne

oplyses af Honeywell.

Ud over opvarmning med radiatorer er der observeret gulvvarme i bygning 5. Gulvvarmen er frakoblet på

grund af utætheder. Dette kan være interessant, da der i disse områder kan forventes at være

utilstrækkeligt med varmeflader, hvilket kan give dårlig afkøling og dårligt termisk indeklima.

3.3.3 Ventilationsanlæg

Der er på skolen observeret 13 ventilationsanlæg med varmeflader.

Fjernvarmeforsyning til varmeflader i ventilationsanlæg er også opbygget med

blandesløjfe og cirkulationspumpe. Et diagram fra skolens CTS-anlæg kan ses

på figur 18.55

Alle ventilationsanlæggene på Beder skole er opbygget på denne måde. Der

cirkuleres konstant vand igennem varmekredsen for at sikre mod

frostsprængninger. Jo mere motorventilen åbner jo mindre vand recirkuleres

og fremløbstemperaturen stiger.

CTS- anlægget overvåger 8 ud af 13 ventilationsanlæg på skolen. Afkølingen af

fjernvarmevandet i ventilationsvarmeflader kan blive meget god pga. af den

store luftmængde, der strømmer gennem varmefladen.

54

Varmeanlæg, foreløbig udgave, side 33 55

Eget arkiv

Figur 18 Ventilationsblandesløjfe

Page 35: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 35 af 74

Figur 19 Ventilationsanlæg på Beder skole56

3.3.4 Varmtvandsproduktion

Varmtvandsproduktionen på Beder skole sker på 5 forskellige placeringer ud fra 4 forskellige principper. På

CTS-anlægget overvåges kun fremløbstemperaturen på det varme brugsvand. En oversigt over placering og

forsyningsområder ses herunder:

56

PDF: Oversigt arealer, (med egne rettelser)

Page 36: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 36 af 74

Figur 20 Varmtvandsproduktion og forsyningsområde57

Det forventes opbygningen af varmtvandssystemet er lavet efter gældende regler på opførselstidspunktet.

Ved renovering og ombygning skal gældende regler i BR10. Her anbefales at DS439 samt vejledningen SBI-

175 følges.

Grundlæggende varmes vand fra vandværket op til ca. 55 °C. Herefter cirkuleres vandet ud i bygningen og

tilbage til varmekilden for igen at få temperaturen hævet til 55 °C. Denne cirkulation har til hensigt at sikre,

at temperaturen ved fjerneste tapsted ikke kommer under 50 °C., og at varmt vand kan opnås på 10-20

sekunder58.

I forbindelse med varmt brugsvand er det kritisk, at temperaturen i beholder og cirkulationsrør holdes

inden for et forholdsvist smalt bælte af flere grunde.

Det forskrives i BR10 at brugsvandsanlæg udføres, så risiko for legionellabakterier minimeres59 ved

temperaturstyring af det varme vand. Legionellabakterier, der kan føre til dødelig lungebetændelse for

svækkede personer, trives bedst ved en temperatur på 30 til 45 °C. Ved temperaturer på over 50 °C

57

PDF: Oversigt arealer, (med egne rettelser) 58

BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, side 30 59

BR10, § 8.2 stk 6

Page 37: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 37 af 74

nedsættes bakteriernes vækst betragteligt, og ved en temperatur over 60 °C dør de60. En vandtemperatur

på over 60 grader er ikke ønskeligt, da udfældningen af kalk, O2 og CO2 her øges markant61. Samtidig giver

det grobund for andre bakterier, samt en høj risiko for skoldning og et større varmetab fra beholder og rør.

Derfor er nogle anbefalinger for varmt brugsvand som følger:

Temperaturen i beholder holdes på 55 °C62

Min 50 °C ved fjerneste tapsted inden for 10-20 sekunder63

Beholder skal have en størrelse så vandet udskiftes ca. 2 gange dagligt64

På grund af fare for legionellabakterier er det i Aarhus Kommune ikke lovligt at slukke for

varmtvandscirkulationen i ferier og weekender i offentlige bygninger. Der er i det hele taget stor fokus på

legionella i Aarhus Kommune, men da målet med denne opgave er at hæve afkølingen vil der ikke blive gået

yderligere ind i denne problemstilling.

Varmtvandsproduktionen på Beder skole forgår ud fra følgende 4 forskellige principper.

3.3.4.1 Beholder

På Beder skole er installeret 2 stk. enkelt varmtvandsbeholdere, der hver forsyner deres respektive

områder på skolen. Beholdernes størrelse er henholdsvis 400 og 1000 liter.

Koldt brugsvand ledes ind i beholderens bund og varmes op, ved at ublandet fjernvarmevand ledes

igennem en varmespiral.. Beholderen er udformet, så der opstår en lagdeling i beholderen, hvilket er med

til at sikre en god afkøling på fjernvarme vandet, da det på denne måde virker via modstrøms princippet.

Vandet har en temperatur på ca. 15 °C i bunden af beholderen og 55 °C i toppen, hvorfra vandet cirkuleres

til tapstedet. Returledningen er monteret midt i beholderen, så lagdelingen ikke ødelægges.

Temperaturregulering i beholderen foregår med en Danfoss AVTB selvvirkende temperaturregulator

monteret på returen. Ventilens termostatiske element er monteret i toppen af beholderen, så ventilen

lukker i ved stigende temperatur. Der er derudover monteret sikkerhedsventil på beholderen. Et diagram

over opbygningen kan ses herunder.

60

BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, side 29 61

BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, side 28 62

BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, side 30 63

BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, side 30 64

Legionella og bakterievækst i varmt brugsvand. [Online]

Page 38: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 38 af 74

Figur 21 Varmtvandsbeholder65

Dette var den altoverskyggende metode for varmtvandsproduktion på opførselstidspunktet. Sammenlignes

med gennemstrømsveksleren, er der følgende fordele og ulemper ved denne type af

varmtvandsproduktion:

Tabel 9

Fordele Ulemper

Behøver mindre effekt og dermed mindre

stikledning

Plads krævende

Mere driftssikkert ved udfald af fjernvarme Vand har længere opholdstid - dårligere

vandkvalitet

Stort varmetab

Meget afhængig af lagdeling for god afkøling

Stor cirkulation kan ødelægge afkøling

Begrænset kapacitet over tid.

3.3.4.2 To beholdere i serie

Varmtvandsbeholderen til hallen er udført med to beholdere i serie. Opbygningen af hver enkelt beholder

er som tidligere beskrevet. Ved 2 beholdere i serie varmer første beholder vandet op til ca. 20 °C og den

sidste beholder op til 55 °C. Fjernvarmevandet ledes først igennem den ”varme” beholder og dernæst den

kolde, før det ledes retur. Styring af temperatur sker med en Danfoss AVTB selvvirkende

temperaturregulator monteret i serie efter en Danfoss FJV ventil på returen. FJV ventilen lukker ved for høj

returtemperatur og sikrer afkølingen. Cirkulationsledningen er på dette system monteret på røret der fører

fra den ”kolde” til den ”varme” beholder.

Et diagram over opbygningen ses her under.

65

Varme Ståbi, 6. udg., side 309 (med egne rettelser)

Page 39: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 39 af 74

Figur 22 To varmtvandsbeholdere i serie66

Fordelen ved denne type varmtvandsbeholder er, at der sikres en god afkøling af fjernvarmevandet og har

en stor kapacitet. Der risikeres dog, at vandet får en meget lang opholdstid i beholderne.

Hvis FJV er indstillet korrekt, vil der være en god afkøling på fjernvarmevandet, men denne vil overstyre

AVTB ventilen, der skal styre varmtvandstemperaturen. Dette kan nedsætte opvarmningshastigheden for

beholderne.

3.3.4.3 Gennemstrømsveksler

Varmtvandsproduktionen i bygning 7 er varetaget af en 4-benet gennemstrøms pladevarmeveksler.

Gennemstrømsveksleren fungerer ved at det varme fjernvarmevand veksles i modstrømsprincip og

opvarmer det kolde brugsvand. Det varme brugsvands temperatur bestemmes ved hjælp af en Danfoss

RAVK termostatisk ventil, der lukker for fjernvarme ved stigende brugsvandstemperatur. Her produceres

det varme vand, når der er et forbrug. Som det ses på diagrammet herunder, er cirkulationsledningen

monteret på koldtvandstilgangen. Dette kan være med til at ødelægge afkølingen, da det kolde brugsvand,

der skal sikre en høj afkøling, nu blandes med varmt vand. Denne type veksler vil ved forbrug kunne levere

en returtemperatur på primærsiden på ca. 20 grader, hvis koldtvandstemperaturen og de cirkulerede

mængder er lave.

Figur 23 4-benet gennemstrømningsvarmeveksler67

66

ELB: Bilag 4 (Beholdere i serie) (Udklip med egne rettelser)

Page 40: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 40 af 74

Fordele og ulemper i forhold til varmtvands beholdere:

Tabel 10

Fordele Ulemper

Ofte billiger i anlægsudgift Giver svingende tryk i fjernvarmerør

Mindre pladskrævende Den 5 benede veksler giver bedre afkøling

Nemmere at dimensionere for god afkøling Der skal være én høj effekt til rådighed

Konstant levering af varmt vand Temperaturen i stikledningen kan blive kold

3.3.4.4 Ladekreds

Varmtvandsproduktion til gymnastiksalen er i 2012 udskiftet fra en varmtvandsbeholder til en ladekreds.

Denne anlægstype kombinerer fordele fra beholder og vekslerløsning. Ladekredsveksleren fungerer, som

forklaret i ovenstående eksempel, og varmer vandet i beholderen op til passende temperatur.

Cirkulationsledningen er også som i forrige eksempel monteret på koldtvandstilslutningen.

Umiddelbart er der kun fordele ved et sådant system, men af ulemper kan nævnes den høje anlægsudgift

på grund af flere komponenter og automatik. Et diagram over en ladekreds kan ses herunder.

Figur 24 Brugsvands ladekreds68

67

Varme Ståbi, 6. udg., side 310 (med egne rettelser) 68

Varme Ståbi, 6. udg., side 311 (med egne rettelser)

Page 41: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 41 af 74

3.4 Delkonklusion: Efter redegørelsen af de fjernvarmeforbrugende anlæg på BS er det sandsynliggjort at disse skulle kunne

levere en acceptabel afkøling. Det direkte 2 strengede anlæg er med stor sandsynlighed dimensioneret til

70/40/20, og siden fremløbstemperaturen ikke har været under 72 °C siden 2007, må det forventes, at

faldende fremløbstemperatur ikke er grunden til den manglende afkøling. Der er løbende blevet renoveret

forskellige steder på skolen blandt andet med efterisolering og udskiftning af ruder så det forventes ikke at

antal W/m2 til opvarmning er steget. Det forventes derfor at effekten er tilstrækkelig til at holde en

indetmperatur på 20 ° undtagen i bygning 5 hvor gulvvarmen er sløjfet. Der er på et tidspunkt indført

natsænkning, der i opvarmningsfasen vil kræve en større effekt. Dette kan have negativ indflydelse på

afkølingen.

Blandesløjferne er udstyret med enkelt shuntventil, differenstrykregulator, udekompensering et CTS-

system der kan styre og overvåge temperaturer i lokalerne. Dette er alle forhold der skulle være positivt for

afkølingen.

Varmtvandsproduktion er af en mere blandet sammensætning. Her er 2 ud af 5 varmtvandsproducerende

anlæg, nyere veksler løsninger der potentielt kan levere en meget god afkøling. De tre

varmtvandsbeholdere er rent fysisk opbygget på en sådan måde at de ligeledes skulle kunne levere en god

afkøling.

Der er mange tegn på, at de varmeforbrugende anlæg på Beder skole har potentiale til at levere en god

afkøling. En påstand der underbygges af de historiske data der viser en års afkøling på 33 °C.

For at fastslå hvor problemerne opstår, er der gennemført en omfattende datainsamling for at kunne

analysere problemstillingen mere indgående.

4. Dataindsamling Som første skridt er der udført interview med den tekniske serviceleder for at få hans vinkel på hvor der

kan være problemer.

Den næste del af dataindsamlingen vil blive foretaget med skolens CTS og Keepfocus systemer. Denne

fremgangsmåde er valgt for at skabe lys over, i hvor høj grad disse data kan være en del af kortlægningen af

nuværende problemstillinger og en fremtidig løsning.

Herefter er dele af installationen gennemgået med et termografikamera for at fastslå problemstillinger og

som kontrol af de systemopmålte data. Det skal være med til at skabe et over blik over relabiliteten og

validiteten af CTS-sustemets målinger til fejlfinding og vedligehold.

4.1 Keepfocus: Baggrund for dataoptagelse og fejlkilder er beskrevet i metode afsnit.

Page 42: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 42 af 74

Det nuværende Keepfocus system kan kun levere data for gennemsnitsafkølingen pr. dag for skolens

samlede forbrug. Der opsamles dog også målinger for volumenforbrug og energiforbrug pr. time. Herudfra

kan afkølingen pr. time beregnes. Der er taget målinger fra henholdsvis 2007 og 2013 i uge 45. Denne uge

må formodes at være repræsentativ for en almindelig uge og ligger i fyringssæsonen. Disse data er

opsamlet og vedlagt på elektronisk bilag 3 (Uge 45 time afkøling 2007 og 2013)

4.2 Honeywell CTS-anlæg: Beder skole har CTS-anlæg installeret til at give overblik over bygningens tekniske installationer og styre

disse, så der opnås en balance mellem komforten i forbindelse med energiforbruget, og de driftsmæssige

krav. Det har på trods af flere forsøg ikke været muligt at fremskaffe dokumentation eller historik på dette

CTS-anlæg.

På 16 ud af 28 af bygningernes varmtvandsanlæg, blandesløjfer og ventilationsaggregater er der monteret

temperaturfølere, der måler frem- og returtemperaturen og viser denne i brugerfladen på CTS-systemet.

Følerne er overfladefølere, der er monteret med spændebånd på varmerørene.

Usikkerhed:

Temperaturføler: 0,3 K +0,5 % * temp. i °C69 Opgivelsesinterval: 0,00 °C

Alle målesteder er nummererede, og målepunkter kan forholdsvist nemt findes og gentages. Det har ikke

været muligt at få information om kalibrering af disse målinger.

Validiteten af disse målinger kan diskuteres af flere grunde.

Det er ikke mediets temperatur i røret, der måles men derimod rørets overflade. Dette giver målingerne en

forholdsvis dårlig validitet, da det er mediets temperatur, der er interessant. At målinger af denne type

alligevel kan betragtes som valide hænger sammen med varmerørenes forholdsvist høje varmeovergangstal

og høje flow, der gør, at rørenes overflade kan ses som et udtryk for medietemperaturen.

Føleren, der skal måle returtemperaturen, er monteret før shunten og motorventilen. Denne

returtemperatur er ikke udtryk for returtemperaturen til fjernvarmeværket men temperaturen fra

radiatoren. Er kontraventilen i blandesløjfen uvirksom, kan der ske en kortslutning i blandesløjfen, og

returtemperaturen vil stige, uden det opfanges af denne måling.

Fejlkilder:

Disse målinger er behæftet med flere fejlkilder. Dårlig kontakt mellem føler og rør pga. rust eller gammel

isolering kan give fejlvisning. Manglende kalibrering kan påvirke resultatet. Det kan ikke vurderes ved fysisk

inspektion, om føleren er i stykker. Tilsmudsning indvendigt på rør vil kunne isolere. En forkert indstilling af

termometrets parametre i CTS-anlægets kan også give fejlvisninger.

Der blev etableret logning af retur temperaturen fra blandesløjfer og ventilationsaggregater via skolens CTS

anlæg over 5 dage. Disse logninger er vedlagt som elektronisk bilag 2. Minut optællinger og resultater er

vedlagt som bilag 3 bagerst i rapporten.

69

PDF: T7414A/VF20A/VF10A STRAP-ON TEMPERATURE SENSORS

Page 43: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 43 af 74

4.2.1 Kontrol af Honeywell temperatur målinger:

Ved gennemgang af CTS-anlægets systemlog er der fundet uregelmæssigheder mellem den forventede

fremløbstemperatur, og den målte. Herunder ses et plot der viser blandesløjfen i bygning 4. Den lilla kurve

er motorventilen åbningsgrad, den grønne er den kalkulerede fremløbstemperatur og den hvide er den

målte fremløbstemperatur. Det viser sig at der måles en fremløbstemperatur på ca. 57 °C ved fuld åben

motorventil og en kalkuleret fremløbstemperatur på 70 °C:

Figur 25 Udklip fra CTS-systemets log viser en lav fremløbstemperatur70

Her burde fremløbstemperaturen ved fuld åben motorventil ligge omkring 70 °C og ikke 57. Denne store

afvigelse til iværksættelse af denne undersøgelse. For at klargøre hvor præcise termometrene i CTS-

systemet måler, er målepunkterne gennemgået med et Testo termografikamera. Disse målinger er

simultant med aflæsning af den aktuelle værdi fra CTS-systemet der opdateres hver 5. sekund. Der er kun

målt på blandesløjferne. Alle udregninger er foretaget i Excel. Målinger og resultater er vedlagt på bilag 2.

4.3 Termometre: De fleste frem-, retur- og cirkulationsledninger er monteret med et bimetal eller væsketermometer. Det

har ikke været mulig at finde producenter og opgivelser på disse måleinstrumenter. Derfor er der taget

måleusikkerheder fra produkter, der er tilsvarende.

Usikkerhed:

Bimetal termometre: ±2°C71 Opgivelsesinterval: 1 °C

Kviksølv termometre: ±2°C72 Opgivelsesinterval: 1 °C

70

Eget arkiv 71

Bimetaltermometre 72

Laboratorieglastermometre. [Online]

Page 44: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 44 af 74

Disse termometre er fastmonterede, og målinger kan til en hver tid gentages ved aflæsning.

Validiteten af disse målinger kan ligeledes diskuteres. Termometret er monteret i et messingrør, der går ind

i midten af røret. Hermed måles der ikke på mediet, men på temperaturen af messingrøret. Dog forventes

temperaturen af messingrøret at være repræsentativ for medietemperaturen.

Fejlkilder:

Fejlkilder kan være forkert aflæsning, termometre der ikke sidder monteret korrekt og tilsmudsning af rør

der nedsætter varmeovergangen.

4.4 Varmtvandsforbrug i beholdere: Forbruget i de tre varmtvandsbeholdere er blevet observeret over tre uger hvor der forventes normal brug

af skolen. Der er blevet aflæst en målerstatus før og efter denne periode.

Usikkerhed: ± 5%73

Fejlkilder: Aflæsningsfejl.

Alle udregninger er lavet i Excel

4.5 Termografering: Afkøling og vandføring på radiator-niveau er dokumenteret ved termografifotografering af radiatorer. Data

er opsamlet i løbet af en dag hvor ude temperaturen har svinget mellem 0 og 5 grader. Der er udelukkende

taget billeder, hvis der var høje temperaturer i returen eller observeret uens vandføring. Data er behandlet

i Testo IRSoft behandlingsprogram, hvor højeste returtemperaturer er opmærkede.

Disse billeder er vedlagt sammen med en udgave af Testo IRSoft på USB-pen og findes i mappen ”Testo”

Alternativt kan IRSoft downloades på følgende hjemmeside: http://bit.ly/1bLZoGe

Usikkerhed:

Termografikamera: ±2 °C eller ±2 % alt efter hvad der er størst74

Validiteten af disse målinger vurderes at have samme størrelse som målinger fra CTS følerne, da det er

overfladen og ikke mediets temperatur der måles.

Fejlkilder i forbindelse med termografikameraet er at indstille fokus på kameraet og at tage billedet i en

tilpas afstand for at få den rigtige skala. Er der en meget varm varmekilde i billedet bliver skalaen mindre

detaljeret.

5. Databehandling: I dette afsnit vil den optagne data blive behandlet.

73

PDF: Koldtvandsmåler type MNK 74

PDF: Testo 875 - Thermal imager instruction manual, V01.00, side 9

Page 45: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 45 af 74

5.1 Keepfocus. Ud fra datamaterialet fra Keepfocus er afkølingen pr. time udregnet for uge 45. Der er herefter udarbejdet

en kurve over afkølingens udvikling i løbet af ugen.

Afkølingen af fjernvarmevande kan udregnes efter formlen:

75

Hvor 860 er en konstant der fortæller hvor mange liter vand der kan opvarmes 1 °C med 1 kWh. Ud fra

disse 168 målinger af timeafkølingerner der udarbejdet en kurve der viser udviklingen i uge 45. Under

denne kurve er fjernvarmeforbruget vist i en kurve for nemmere at kunne foretage en komparativ analyse

af forbrug og afkøling. Den samme kurve er udarbejdet for samme periode i 2007.

På grafen herunder ses timeafkølingen 2013:

Figur 26 Timeafkølingen i uge 45 2013

Der er på kurverne placeret lodrette streger hvor der er målt størst forbrug. Begge kurver kan ses vedlagt

på bilag 5.

5.2 Honeywell CTS-anlæg: For at bedømme om der er en høj returtemperatur må alle 16 logninger vurderes ud fra nogle ens nogle

ens kriterier. Da fremløbstemperaturen på Beder skole ikke kommer under 72 °C sættes 40 °C retur som

grænsen for høj returtemperatur da dette giver en acceptabel afkøling på 32 °C. Dette er et konservativt

mål for afkølingen da der som udgangspunkt må kunne forventes en returtemperatur på omkring 35 °C når

udetemperaturen ligger omkring frysepunktet76. En grænse på 40 grader vil dog udpege de anlæg der er

værst.

Antal minutter over 40 °C i løbet af en 5 dages periode noteres og bliver hermed et udtryk for hvor dårlig

denne tekniske installation er for afkølingen. Et eksempel bliver gennemgået herunder.

75

PDF: Effektiv afkøling er god økonomi, side 8 76

PDF: BEDRE BRUGERINSTALLATIONER side 44

Page 46: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 46 af 74

Figur 27 Udklip fra CTS-systemets log. Returtemperatur og ude temperatur.77

Den gule kurve er returtemperaturen, og den blå er udetemperaturen. Antal minutter er aflæst med

curseren i CTS-anlægets brugerflade. For denne blandesløjfe er temperaturen over 40 grader 258 minutter i

løbet af disse 5 dage. Hvilket svarer til:

Dette giver et nogenlunde objektivt bedømmelses grundlag. Disse opmålinger og resultater er vedlagt på

bilag 3. Ud fra disse tal er tabel 11 og 12 udarbejdet:

Tabel 11

Placering: Procentdel af perioden med over 40 °C retur:

Blandesløjfe byg 1 2 %

Blandesløjfe byg 2 4 %

Blandesløjfe byg 3 34 %

Blandesløjfe byg 4 NORD 1 %

Blandesløjfe byg 4 SYD 18 %

Blandesløjfe byg 5 87 %

Blandesløjfe byg 6 OMKL HAL 56 %

Blandesløjfe byg 6 OMKL GYM 39 %

Tabel 12

Placering: Procentdel af perioden med over 40 °C retur:

Varmeflade byg 4 AULA NORD 0 %

Varmeflade byg 4 AULA SYD 0 %

Varmeflade byg 5 AULA 1 %

Varmeflade byg 5 KØKKEN 0 %

77

Eget arkiv

Page 47: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 47 af 74

Varmeflade byg 5 KANTINE 0 %

Varmeflade byg 5 77/79 100 %

Varmeflade byg 6 HAL 0 %

Varmeflade bygning 6 OMKL HAL 99 %

Varmeflade bygning 6 GYM 0 %

Fjernvarmeforbrugere, der ikke er omfattet af digital logning, kan ikke overvåges. Dette viser at CTS-

systemeet har en begrænsede brugbarhed i fastlæggelse af årsagen til den dårlige afkøling.

Ud fra CTS data kan der dog alligevel skabes et overblik over om det er en enkelt blandesløjfe eller

varmtvandsbeholder der er fejl på der ødelægger afkølingen eller der generelt er flere fejl.

For at udvælge hvilke områder der skal betegnes som værende problem områder er det nødvendigt at tage

gruppere målingerne. Der vurderes i denne rapport at der er fejl loggede anlæg hvis der er en

returtemperatur over 40 °C over 10 % af den målte periode. Denne liste ses herunder:

Tabel 13

Blandesløjfe byg 3

Blandesløjfe byg 4 SYD

Blandesløjfe byg 5

Blandesløjfe byg 6 OMKL HAL

Blandesløjfe byg 6 OMKL GYM

Varmeflade byg 5 77/79

Varmeflade bygning 6 OMKL HAL

5.2.1 Kontrol af Honeywell temperaturmålinger:

Ud fra de to målesæt optaget er der blevet procentvis afvigelse med udgangspunkt i målingerne fra

termografikameraet. Et eksempel på udregningen er som følger:

Temperatur Testo: 57 °C

Temperatur CTS: 54 °C

En gennemregning af alle målinger kan ses på til følgende skema fra bilag 2:

Tabel 14

Målinger med mere end 5 % afvigelse: 56,3%

Målinger med mindre end 10 % afvigelse: 75,0%

CTS målinger der er højere end referencen: 12,5%

CTS målinger der er lavere end referencen: 87,5% Størst afvigelse: 65,6%

Mindste afvigelse: 0,0%

Page 48: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 48 af 74

5.3 Varmtvandsforbrug i beholdere: For at klarlægge brugen af de 3 varmtvandsbeholdere, er forbruget blevet målt. Herudfra kan det beregnes,

hvor mange gange i døgnet vandet i beholderne bliver skiftet. Dette giver et godt billede belastningen og af

vandkvaliteten i bygningen. Et eksempel på udregningen ses her under:

Vandmåler bygning 2 - 07/10/13: 00893,4927 m3

Vandmåler bygning 2 - 28/10/13: 00897,3364 m3

Forbruget på 3 uger har været

Det er pr døgn

Det giver en udskiftning af vandet på

De to resterende beholder er udregnet på samme måde, og er indført i det samlede skema, der ses her

under:

Tabel 15

Placering: Gange vandet udskiftes i døgnet:

Bygning 2 (400 liter) 0,3

Bygning 4 (1000 liter) 0,2

Bygning 6 (2x750 liter) 0,3

5.4 Termografering: Der er i forbindelse med termograferingen taget 16 billeder. Databehandlingen af disse er lavet med Testos

eget analyseprogram IRSoft. Programmet er brugt til at aflæse den reelle returtemperatur og afsætte

denne på billedet.

Et eksempel på denne databehandlingen er ses herunder:

Page 49: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 49 af 74

Gennemgangen med termograferingen er bygget op i listeform med oplysning om anlæggets placering og

en kort beskrivelse af fejlen. Denne liste ses her under:

Figur 30 Termografisk billede af returløbet

Figur 28 Det tilhørende normale billede

Figur 29 Termografisk billede radiatorerne i lokalet

Page 50: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 50 af 74

Tabel 16

Bygning 1

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkning

Varmeanlæg: Sløjd lokale:

Radiatorer bestykket med Honeywell termoaktuator og rumføler.

1 ud af 5 radiatorer er uden vandføring. Returtemperaturen på de resterende

radiatorer er høj(ca. 46 °C.).

Andre fejl:

Yderligere er der observeret uens vandføring på gangarealer der er udstykket

med ældre Danfoss termostater.

Page 51: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 51 af 74

Tabel 17

Bygning 2

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkning

Varmeanlæg: Gang:

Radiator bestykket med ældre Danfoss termoatater.

Der er observeret uens og dårlig afkøling på gangareal:

1 radiator helt slukket, 2 næsten slukket og 1 med høj retur(ca. 53 °C).

Andre fejl:

Yderligere er der observeret uens vandføring på gangarealer mellem

bygning 2 og 3. disse er styret af Honeywell termoaktuator.

Varmtvandsbeholder

fra 1987:

Teknikum:

400 liter varmtvandsbeholder med Danfoss AVTB ventil.

Der er observeret en høj returtemperatur(ca. 59 °C).

Varmtvandstemperatur: 55 °C

Page 52: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 52 af 74

Tabel 18

Bygning 3

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkning

Varmeanlæg: Fysik og biologi:

Renoverede lokaler (2011). Radiatorer bestykket med Bravida

termoaktuator og føler placeret på kold væg.

Der er meget varmt i lokalet.

Der er observeret høj retur på 6 radiatorer(ca. 44 °C)

Page 53: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 53 af 74

Tabel 19

Bygning 4 NORD

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkning

Varmeanlæg: Aula:

Konvektor bestykket med Honeywell termoaktuator.

Der er observeret ujævn vandføring og høj returtemperatur på

konvektor i loft i fællesområde:

Andre fejl:

Yderligere er der observeret uens vandføring på gangarealer til der er

udstykket med ældre Danfoss termostater.

Varmtvandsbeholder

1000 liter fra 1987 :

Kælder:

1000 liter varmtvandsbeholder med Danfoss AVTB ventil.

Der er observeret en høj returtemperatur(ca. 56 °C).

Varmtvandstemperatur: 55 °C

Page 54: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 54 af 74

Tabel 20

Bygning 4 SYD

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkning

Varmeanlæg: Kælder:

Der er observeret en retur fra radiator kredsen på ca. 36 °C og en retur

efter motorventil på ca. 49 °C.

Retur temperatur fra radiatorer:

Retur temperatur efter shuntventil:

Page 55: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 55 af 74

Tabel 21

Bygning 5

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Lokale 77/79:

Der er observeret fejl på CTS føler.

Retur er på 32 °C aflæst på termometer. CTS viser ca. 70 °C.

Varmeanlæg: På hele øst fløj:

Radiatorer er bestykket med Honeywell termoaktuator.

Der er observeret ujævn vandføring og høj returtemperatur i flere

lokaler på same streng (ca. 54 °C).

Motorlærer:

Radiatorer er bestykket med Honeywell termoaktuatoer.

Når der på CTS anlægget tændes for varmen i motorlære tænder der

kun for radiatoren i et rum til opmagasinering af motorcykler hvor der er

konstant udsugning af benzindampe. Rum temperaturen måles i et

andet lokale der er ca. 13 °C pga. dårlig isoleret jernport og slukket

varme. Der er høj retur temperatur (ca. 56 °C).

Figur 31 Oversigt over motorlærer.78

78

PDF: Oversigt arealer. Udklip

Page 56: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 56 af 74

Gangareal:

Gulvvarme er koblet fra og der er kun 2 stk. 1bladet radiatorer til at

opvarme ca. 223 m2. Radiatorer har ingen vandføring.

Figur 32Oversigt over gangareal bygning 5.79

79

PDF: Oversigt arealer. Udklip

Page 57: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 57 af 74

Tabel 22

Bygning 6 OMKL

HAL

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Pige omklædning:

Ventilator kører ikke selvom den står som tændt i CTS-anlæg.

Der er observeret høj retur fra varmefladen i omklædningsrummet (ca.

64 °C).

Varmeanlæg: Kælder:

Der er observeret en Kontraventil der har samme høje temperatur på

begge sider.

Handicap toilet:

Radiator er bestykket med ældre Danfoss termostatventil.

Der er observeret en uvirksom termostat og høj retur (ca. 59 °C)

Page 58: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 58 af 74

Pige omklædningsrum: Konvektor er bestykket med ældre Danfoss termostat med ekstern føler. Der er observeret høj retur temperatur (ca. 55 °C)

Page 59: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 59 af 74

Tabel 23

Bygning 6 OMKL

GYM

Anlæg: Fejl:

Ventilation: Ingen bemærkninger.

Varmeanlæg: Redskabsrum:

Radiator bestykket med termoaktuator og rumføler i et andet rum.

Radiator er dækket af isolerende redskaber.

Der er en høj retur (ca. 60 °C).

Page 60: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 60 af 74

6. Analyse Målet med dette afsnit er at lave en gennemgående analyse af afkølingen på Beder skole ud fra de

optagende data. Det er intensionen at udpege de problemstillinger der har negativ indflydelse på

afkølingen og komme med et løsningsforslag.

6.1 Keepfocus og CTS Ved en nærmere analyse af afkølingen pr. time set over en uge, ses det at hypotesen om at, den ekstra

effekt som skal bruges i en genopvarmnings situation, skulle være skyld i den dårlige afkøling ser ud til ikke

at være underbygget. Her under ses kurven for uge 45 2013. For bedre at kunne se tal på x aksen henvises

til bilag 5

Figur 33 Kurve over afkølingen på timebasis for uge 45 2013

Som det ses på kurverne stiger afkølingen fra 01.00 til ca. 09:00 hvor genopvarmningen foregår. Herefter

falder den igen når der er lavt forbrug. Der ses også en sammenhæng mellem højt forbrug og god afkøling.

Det kan tyde på at der er nogle anlæg med en konstant dårlig afkøling der bliver ”kamufleret” en smule ved

det høje forbrug fra radiatorkredsene. Det ses også at der aldrig er en afkøling over de 30 °C og i

tidspunkter med lavt forbrug ligger den på omkring 23 °C. Det kan tyde på at et eller flere anlæg kører med

en meget dårlig afkøling og at det store ekstra forbrug i opvarmningsperioden ikke kan opveje dette.

Sammenlignes der med samme uge i 2007 ser billedet en smule anderledes ud.

Figur 34 Kurve over afkølingen på timebasis for uge 45 2007

Page 61: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 61 af 74

Der er tegn på at afkølingen her er højest lige før genopvarmningen begynder, og at afkølingen falder i

forbindelse med opvarmningen. Der er den samme cykliske udvikling i afkølingen som i 2013 men med

omvendt fortegn. I 2007 kommer afkølingen op på ca. 40 °C og lå ellers lavest omkring 32 °C.

Det kan sandsynliggøres at der ved ”tomgangsforbrug” på skolen er en dårlig afkøling der kamufleres en

smule ved større forbrug at radiatorkredsene. Det kan dog ikke ses hvilke anlæg der har størst indflydelse.

Keepfocus er et godt stykke værktøj der kan bruges til at opdage at der er fejl på et forbrugeranlæg og til at

kortlægge en historisk udvikling. Ved ændringer i varmeanlægget kan man hurtig observere resultatet af en

eventuel ændring af systemet. Observationer kan gøres eksternt og dermed kan forbrugeranlægget

overvåges i bland andet i ferier og af personel der ikke har sin daglige gang på skolen. Keepfocus har dog

sine begrænsninger fejlfindings værktøj da det kun måler på den samlede returtemperatur.

For at kunne detektere fej i de enkelte områder må man vende opmærksomheden mod CTS-anlægget.

Nedenstående tabel viser CTS-målinger af hvor der på skolen der ofte ses en returtemperatur på over 40

°C:

Tabel 24

Blandesløjfe byg 3

Blandesløjfe byg 4 SYD

Blandesløjfe byg 5

Blandesløjfe byg 6 OMKL HAL

Blandesløjfe byg 6 OMKL GYM

Varmeflade byg 5 77/79

Varmeflade bygning 6 OMKL HAL

Det giver et godt indtryk af, at det ikke er et enkelt problemområde, men at 5 af blandesløjferne, 2

ventilationsflader er medvirkende til at hæve returtemperaturen. Om dette indtryk er fyldestgørende nok

til at der kan drages en konklusion ud fra er i nogen grad tvivlsomt og en diskussion om disse målingers

validitet er påkrævet.

Den komparative analyse af manuelle med termografikameraer og CTS-målinger viser følgende

sammenhænge:

Tabel 25

Målinger med mere end 5 % afvigelse: 69 %

Målinger med mere end 10 % afvigelse: 25 %

CTS målinger der er højere end referencen: 12,5 %

CTS målinger der er lavere eller lig referencen: 87,5 % Størst afvigelse: 65,6 %

Mindste afvigelse: 0,0 %

At 25 % afmålingerne har en afvigelse på mere end 10 % og den største afvigelse er 66 % vidner om at disse

målinger ikke kan bidrage til et meget præcist billede og at der er en del målere der bør gennemgås med

henblik på udskiftning. På den anden side viser det sig at 87 % er lavere eller lig reference. Med en grænse

på 40 °C som fejlgrænse vil returtemperaturen i en stor del af tilfældene være endnu højere.

Page 62: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 62 af 74

Med baggrund i dette vurderes det at disse målingers gyldighed i forhold til kunne indikerer for høj retur

temperatur er tilpas høj i anlæggets nuværende stand. I den udstrækning anlægget bliver bedre

indreguleret vil disse parametre ikke længere kunne bruges da afvigelserne da vil være for store. De

upræcise CTS-målinger kan også have en afgørende betydning for indstilling af parametre i forbindelse med

blandesløjfer og udekompensering. Dette kan medføre forskellige uhensigtsmæssigheder der kan påvirke

driften af varmeanlægget negativt. Derfor bør der startes en dialog med Honeywell for at klarlægge hvor

store afvigelser der kan tolereres på disse målinger.

Samtidig er det kun muligt at overvåge 16 ud af de 28 fjernvarme forbruger der finde på skolen hvilket ikke

giver et fyldestgørende billede.

For at samle op på analysen af hvilke informationer skolens nuværende overvågningsudstyr kan levere står

det klart at der ved hjælp allerede tilgængelige midler er muligt at sandsynliggøre at der er problemer med

afkølingen og i hvilke områder. På grund af store måleusikkerheder og mangel på målepunkter i CTS-

anlægget giver det dog ikke et fyldestgørende billede. Samtidig umuliggør den store måleusikkerhed

brugen af alarmer, da disse ikke vil blive taget alvorligt hvis de konstant er tændte på grund af dårlige

målere.

CTS- systemet levere en mulighed for at pejle sig ind på hvilke områder der er problematiske men der kan

ikke drages nogen konklusioner på baggrund af disse målinger. Hvis CTS-anlægget i fremtiden skal spille en

rolle i overvågningen af afkølingen på Beder skole er det nødvendigt med en investering i målepunkter på

alle blandesløjfer og varmtvandsproduktionen. Derudover skal det sikres at disse målinger er præcise og let

tilgængelige for servicepersonalet. Yderligere kan det anbefales at det monteres målere på fremløb og

retur en i stikledningen for at have et større samlet overblik.

I naturlig forlængelse af denne erkendelse er termografigennemgangen analyseret i databehandlingen hvor

de observerede problematikker er oplistet. De følgende afsnit er opbygget som en diskussion over hvilke

tiltag der kan gøres ved de observerede problemstillinger.

6.2 Termografikamera

6.2.1 Ventilation

Ifølge CTS målingerne var 2 ventilationsanlæg viser fejl. Ved Gennemgangen med termografikamera viser

det sig temperaturføleren på anlægget i bygning 77/79 er defekt da returtemperaturen i virkeligheden

ligger på 32 °C. I den situation viser målingen en højere værdi end den reelle og der foretages derfor en

udskiftning af denne måler hvilket er omfattet af kommunes serviceaftale med Honeywell.

På ventilationsanlægget i omklædningsrummet bygning 6 er der en retur temperatur på ca. 64 °C.

Ventilatoren kører ikke selvom den står som tændt på CTS-anlægget. Det er hermed ikke muligt at nedkøle

fremvarmevandet.

For hurtigt at nedbringe den høje returtemperatur indstilles motorventilen manuelt til at holde en retur

temperatur på 20 °C for at undgå frostsprængninger. Når fejlen på ventilatoren er fundet, kan der etablere

en styring der tager højde for ventilatornedbrud og alarmering ved høj retur hvilket kan indstilles på CTS-

anlægget.

Page 63: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 63 af 74

Der er kun et ventilationsanlæg Beder skole der i øjeblikket bidrager til den dårlige afkøling.

6.2.2 Radiatorsystemet

Ved gennemgangen af radiatorsystemet er der fundet flere graverende fejl.

Flere steder er der uens vandføring så kun en brøkdel af varmeeffekten til rådighed i lokalerne. Dette har

konsekvenser for den tilgængelige opvarmningseffekt og kan give store problemer dårligt termisk indeklima

og træk. Da vandmængderne i radiatorerne ikke er indreguleret kan de radiatorer der har fuld åben

reguleringsventil kortslutte.

Desuden ses det at der flere steder er radiatorer der bliver styret af CTS-anlægget men, hvor

temperaturføleren sidder i et andet rum. Radiatoren kan derfor aldrig nå sit mål. Dette giver en dårlig

styring af radiatoren, øget varmeforbrug og kan ved en radiator der ikke er forudindstillet også lede til

dårlig afkøling.

Der er flere steder observeret radiatorer der har defekte ventiler og eller termostater. Disse kan ikke

reguleres og da radiatorventilerne er normally open, vil der være en meget høj vandgennemgang og

dermed dårlig afkøling.

Der tegner sig et billede af et radiatorsystem der ikke er korrekt styret eller indreguleret. Den manglende

eller fejlbehæftede styring fra både CTS-anlæg og defekte termostater giver problemer med effekt

afgivelsen og en dårlig komfort forbrugeren ved at radiatorerne ikke varmer ens. Da enkelte radiatorer så

skal stå for hele opvarmningen er disse sårbare over for dårlig indregulering af vandmængder og kortslutter

ofte.

Ved gennemgangen af radiatorkredsene ses, i overensstemmelse med teorien, at for store vandmængder

med høj fremløbstemperatur igennem radiatorerne er årsagen til den dårlige afkøling. Fejl i styringen af

disse varmekilder er med til at udløser det høje flow, men i sidste ende vil en kortslutning af radiatorerne

ikke kunne forekomme hvis vandmængderne er indstillet til at levere leverer 30 °C afkøling ved

temperatursættet 70/40/20 og ved -12 grader udetemperatur.

Det kan diskuteres om det er løsningen at starte med at indregulere vandmængden på alle skolens ca. 200

radiatorer for at sikre sig en bedre afkøling. Der må stå klart at en indregulering af vandmængder af

samtlige radiatorer vil kunne sikre at afkølingen aldrig kommer under 30 °C fra disse. En sådan

indregulering vil med stor sandsynlighed være en stor økonomisk post. Det har ikke været muligt at

indhente overslag på priser fra nogle af de 3 adspurgte VVS-firmaer da det er for vanskeligt at give tilbud

på. Samtidig fjerner en sådan indregulering ikke de nævnte problemer med styring af de forskellige

radiatorkredse og vil derfor kun være en begrænsning af skaden og ikke en hel løsning.

Det vurderes derfor at der skal fokuseres på at udbedre de fejl og mangler der er dokumenteret i analysen

før der tages stilling til hvilke radiatorer der eventuelt skal have indreguleret vandmængderne. På denne

måde opnås der et mere harmonisk anlæg der kan levere den ønskede varmeeffekt og en acceptabel

afkøling. Mange af disse opgaver kan varetages af det tekniske servicepersonel på skolen og vurderes

derfor, kun i mindre grad at være belastende for skolens økonomi.

Med baggrund i den producerede liste fra gennemgangen skal:

Page 64: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 64 af 74

Hele radiatorsystemet gennemgås. Defekte ventiler, aktuatorer og ventiler skiftes ud og indstilles

så det sikres at alle radiatorer yder procentvis lige meget. Dette kan gøres ved at montere

termostater der kan låses ved eksempelvis 20 grader. Alternativt kan der monteres termostater

der sikrer ens indstilling.

CTS-anlægget skal gennemgås af Honeywell for sikre en sammenhæng mellem placering af sensor

og aktuatorstyring. Ved samme lejlighed kontrolleres alle temperaturfølere for fejl og afvigelser.

Defekte aktuatorer og følere udskiftes.

Efter alle disse fejl er udbedret kan der ved øget daglig opsyn fra det tekniske servicepersonel observeres

hvor der er radiatorer der stadig kortslutter. Herefter kan der indhentes tilbud på at få vandmængderne

indreguleret hvor dette er nødvendigt.

Ud over de ovenstående problemer blev der observeret 1 kontraventil der var ca. 47 ° på begge sider. Dette

kunne tyde på at den kontraventil er i stykker og at det ublandede vand løber direkte til returen. Det

samme er tilfældet i den kontraventil hvor returen fra radiatoren og returen efter shuntventilen er

forskellig temperaturer. Da temperaturen fra radiatorsystemet er lavere end den målt efter motorventilen

må denne temperaturstigning stamme fra en defekt kontraventil. Disse skal skiftes omgående da dette kan

give endog store problemer med afkølingen. Disse fejl vil ikke blive observeret på CTS-anlægget da føleren

sidder før kontraventilen.

6.2.3 Varmtvandsbeholdere:

Som forklaret i bygningsgennemgangen har begge beholdere en rigtig udformning og opbygning til at

kunne levere en acceptabel afkøling. Alligevel er der observeret en returtemperatur på henholdsvis 59 og

56 °C. I foranalysen er det observeret at der er en meget dårlig afkøling i sommeren 2013. Denne afkøling

kommer typisk kun fra varmtvandsforbrug, men kan blive yderligere forværret af enkelte radiatorer der

måske ikke har været slukket. Det kunne tyde på at der er en meget dårlig afkøling på disse beholdere og at

der løber en ikke uvæsentlig mængde uafkølet fjernvarmevand igennem dem. Da beholder opbygning giver

grundlaget for acceptabel afkøling skal der undersøges følgende:

At varmespiral ikke er tilkalket

At Danfoss AVTB ventil er fungerende og korrekt dimensioneret og installeret

At mængden af cirkuleret vand ikke ødelægger lagdelingen

Alt efter udfald af disse undersøgelser skal der tages stilling til hvilke om ændringer der kan foretages i

installationerne. Da der i øjeblikket ikke er umiddelbare planer om udskiftning af disse beholdere anbefales

det at der installeres en returbegrænsende ventil på beholdernes fjernvarmeretur øjeblikkeligt for at sænke

den høje returtemperatur. Dette kunne for et eksempel være en Danfoss FJV ventil. Styrings princippet ses

på diagrammet herunder:

Page 65: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 65 af 74

Figur 35 Styring af varmtvandsbeholder80

Dette vil sikre en bedre afkøling i gennem beholderne da den gennemstrømmende fjernvarmemængde

reduceres. Dette vil kunne forlænge opvarmningstiden af det varme vand. Da det fra databehandlingen står

det klart at beholderne kun tømmes mellem 0,2 og 0,3 gange i døgnet vil dette dog ikke medføre

problemer med leveringen af varmt vand hvis ventilen indstilles rigtigt.

Hvis der om få år alligevel skulle komme et ønske eller karv om at udskifte disse beholdere skal det

vurderes om det er muligt og økonomisk gangbart at skifte til 2 stk. varmtvandsveksler. Da særligt den 1000

liters varmtvandsbeholder har en meget lang tømningstid på 0,2 døgn ville en udskiftning kunne forbedre

vandkvaliteten betragteligt. Hvis det viser sig at der er midler til udskiftning er det nødvendigt at lave

yderligere undersøgelser og udregninger for at tage stilling til rentabiliteten af dette. I disse beregninger

skal der blandt andet tages højde for varmebesparelser ved mindre overflade på veksleren, og besparelser

på de 2 nuværende Guldager katolyseanlæg der hvert år koster skolen ca. 4000 kr. om året kan skrottes81.

6.3 Opfølgning: For at få fuld gavn af disse tiltag, kræver det, at der bliver fulgt op på udskiftninger og justeringer, så

varmeanlægget ikke igen forfalder til den tilstand, det befinder sig i nu. Der kunne udarbejdes en plan for

energiledelse på alle skoler. Det vil i hvert fald på Beder skole kunne havde stor effekt.

7. Konklusion I det indledende afsnit af denne rapport er redegjort for bygningsmasse og brug af Beder skole og efterfølgende er resurseforbruget kortlagt, vurderet og diskuteret i en komparativ analyse med resurseforbruget på andre skoler i Danmark. Ud fra denne analyse er der taget et begrundet valg om at arbejde med skolens største udgift til energi, varmeforbruget. Da skoles manglende afkøling siden 2007 har været inde i en dårlig udvikling og takstbidraget i 2012 stod for 6,5 % af den samlede udgift til varme, er den manglende afkøling valgt som fokuspunkt. Afkølingen vurderes at være et område der er blevet overset og har siden 2009 ligget under et acceptabelt niveau på 30 °C. Fremløbstemperaturen, har ikke været under 76 °C frem til midten af 2011 og herefter

80

PDF: Datablad Returløbstermostat FJV 81

Peter Lykke Sørensen - Aarhus Kommune

Page 66: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 66 af 74

aldrig under 72 °C, hvilket betyder at årsagen til den dalende afkøling skal findes i de tekniske anlæg på skolen. Ud fra denne vurdering er følgende problemformulering udformet:

”Hvilke tekniske installationer forårsager den dårlige afkøling, og hvilke tiltag kan der tages for at hæve årsafkølingen og anlæggets funktionalitet?”

Det er igennem omfattende dataopsamling og efterfølgende analyse klarlagt at den dårlige afkøling på Beder skole stammer fra flere forskellige dele af brugsanlægget. Der er observeret dårlig afkøling i:

1 ventilationsanlæg

9 radiator strenge i bygning 1-6

2 varmtvandsbeholdere

2 defekte kontraventiler i blandesløjfer

Der er således fejl på alle af skolens 3 typer af fjernvarmeforbruger, men primært radiatorsystemet/blandesløjfer og varmtvandsbeholder står for det største bidrag til den dårlige afkøling. Derudover er skolens CTS-anlæg ved fejlagtig indstilling, defekte og forkert placerede følere også årsag til at afkølingen bliver dårlig i dele af anlægget. To varmtvandsbeholdere skal kontrolleres for forkalket varmespiral og defekt termostatventil. Herudover skal de have monteret en returbegrænsende ventil der sikre mindre fjernvarmeflow. Ved ønske om bedre vandkvalitet kan beholderne helt udskiftes til en varmtvandsveksler eller en ladekreds. Ud fra et økonomisk synspunkt er det presserende at defekte ventiler, termostater og termoaktuatorer skal udskiftes og det skal sikres at alle radiatorer bidrager til opvarmningen af rummet. Dette er den mest økonomiske metode til at få brugsanlægget på Beder skole til at levere en acceptabel afkøling. Udbedringerne kan i stor udstrækning udføres af det tekniske servicepersonel med den rette vejledning og støtte. Når fejl og mangler er udbedret, skal vandmængder indreguleres på radiatorkredse, der stadig har en høj returtemperatur. Disse tiltag vil ikke alene sikre en bedre afkøling men også et mere harmonisk varmeanlæg, der kan levere et godt termisk indeklima til alle rum på skolen og ikke uvæsentligt sikre en besparelse på varmeforbruget. Jævnlig opfølgning, vedligehold og eventuelt en opgradering af CTS anlægget så alle skolens anlæg fremgår, vil fremtidssikre en god afkøling og anlæggets funktionalitet.

8. Perspektivering Under arbejdet med resurseforbruget på Beder skole har det vist sig, at der er mange andre spændende og udfordrende problemstillinger at gå i gang med. Problemet med skolens afkøling er kun en del af at nedbringe det høje resurseforbrug, der er dokumenteret i rapportens foranalyse. En anden vinkel på optimering af skolens resurseforbrug kunne være med fokus på elforbruget. Her tænkes især på det faktum at ca. 50 % af skolens elforbrug går til ”tomgangsforbrug”, der er uafhængig af om der er brugere på skolen. Der sket stor udvikling inde for bl.a. styring af ventilationsanlæg og energiforbrug i køleskabe, som ved udskiftning eller justering kan have meget korte tilbagebetalingstider. Inde for belysning er der ligeledes sket en udvikling. Udearealer bliver mange steder lyst op af LED lyskilder, da krav til farvegengivelse ved stibelysning ikke er så høje. Mere præcis og fleksibel styring af belysning og LED lyskilder er begyndt at nærme sig en kvalitet og et prisniveau, der er konkurrencedygtig til klassebelysning.

Page 67: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 67 af 74

Her er ifølge mange undersøgelser et stort besparelsespotentiale, men blandt undervisere og forskere er der en hvis skepsis over for ukritisk udskiftning til LED lyskilder. Et speciale ved Aarhus Universitet sætter spørgsmålstegn ved, om det visuelle indeklima kommer til at lide under en sådan udskiftning. Det store spørgsmål er ifølge rapporten, om man i virkeligheden sparer sig fattig, da ukritisk udskiftning til LED lyskilder ”kan påvirke op imod 30 procent af indlæringen hos børn.”82 De danske folkeskoler er et rum hvor pædagogik, teknik og økonomi mødes. Der er stor fokus på sammenhængen mellem undervisning, indlæringsevne og indeklima på den ene side af bordet og energibesparelser på den anden. En problemstilling der også er aktuel i forhold til det atmosfæriske indeklima. I dag kan få skoler i Aarhus Kommune overholde arbejdstilsynets krav til CO2 niveau i klasselokaler. Et faktum man i kommunalt regi er opmærksom på, men de økonomiske omkostninger ved at installere mekanisk ventilation i samtlige undervisningslokaler er langt ud over hvad der kan budgetteres med. Disse to eksempler viser det dilemma, der er i forbindelse med at reducere resurseforbruget og opretholde

et godt indeklima. På trods af flere undersøgelser der dokumenterer en sammenhæng mellem

indlæringsevne og indeklima er det ikke muligt at dokumentere en konkret besparelse. Ved økonomistyring

vil det at fokuserer udelukkende på indeklima registres som en udgift.

Derop står et paradoks når arbejdstilsynet, som offentlig institution bliver pålagt at opretholde love og

regler, en anden offentlig institution som Bygningsafdelingen ikke har økonomiske midler til at overholde.

I sidste ende kan det være lærer og elever der kommer til at mærke disse besparelser i undervisningen,

men måske kunne de også være en del af løsningen. En måde at få frigivet resurser til forbedringer kan

måske være ved øget brugerinddragelse af lærere og elever i en generel nedbringelse af forbruget på de

Aarhusianske skoler. Dette vil skabe værdi for kommunen i dag og formentlig også i fremtiden hvis eleverne

tager denne fokus på energibesparelser med videre i deres liv. Om det er muligt for Aarhus kommune at

blive CO2 neutrale i 2030, og samtidig gøre tiltag for at forbedre indeklimaet på skolerne er uvist, men må i

sidste ende være en op til en politisk prioritering.

9. Litteraturliste:

Bøger:

Energistyrelsen: BR10, Eget forlag 2010

Foreningen for Energi & Miljø: Energihåndbogen - med råd og vejledning, Eget forlag 2002

Hansen, B.: Varme Ståbi, 6. udg., NYT TEKNISK FORLAG 2012

Thurén, T.: Videnskabsteori for begyndere, 1 udg., Rosinante 2006

82

Lys med omtanke kan forbedre skolemiljøet markant. [Online]

Page 68: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 68 af 74

Hjemmesider:

Byggetekniske Erfaringer: 2009. Legionella og bakterievækst i varmt brugsvand. [Online] Tilgængelig via:

https://byg-erfa.dk/PM-legionella-og-bakterievaekst [Tilgået 04/12/13]

Den Store Danske: 2011. Aksiom. [Online] Tilgængelig via:

http://www.denstoredanske.dk/Sprog,_religion_og_filosofi/Filosofi/Logik/aksiom [tilgået 05/09/13] Dong Energy: Fjernvarme: Kombineret el- og varmeproduktion. [Online] Tilgængelig via: http://www.dongenergy.com/da/forretningsaktiviteter/generation/aktiviteter/pages/fjernvarme.aspx [Tilgået 26/09/13] Harel, K.: 2013. Lys med omtanke kan forbedre skolemiljøet markant. [Online] Tilgængelig via: http://eng.au.dk/aktuelt/nyheder/vis/artikel/lys-med-omtanke-kan-forbedre-skolemiljoeet-markant/ [Tilgået 09/12/13] Ringe fjernvarme: 2013. Graddage. [Online] Tilgængelig via: http://www.ringe-fjernvarme.dk/graddage.htm [Tilgået 01/12/13] VWR - Bie & Berntsen: 2013. Laboratorieglastermometre. [Online] Tilgængelig via: https://dk.vwr.com/app/catalog/Product;jsessionid=cBT+ofMrl2WkMo3eNqWEMw**.node1?article_number=620-0858 [tilgået 03/10/13]

PDF:

Aarhus Kommune: Beder - 2009-2010, Egen udgivelse 2009

Aarhus Kommune: Beder - 2011, Egen udgivelse 2010

Aarhus Kommune: Beder - 2012, Egen udgivelse 2011

Aarhus Kommune: Beder - 2013, Egen udgivelse 2012

Aarhus Kommune: Beholdere i serie, Egen udgivelse 1977

Aarhus Kommune: Oversigt arealer, Egen udgivelse 2011

AffaldVarme Aarhus: Fjernvarmetakster 1. juli 2013, Eget forlag 2013

AffaldVarme Aarhus: TEKNISKE BESTEMMELSER FOR FJERNVARMELEVERING, Eget forlag

Andersen, J.: Varme på rette sted, 2. udg., SEAS-NVE STRØMMEN 2009

Buhl, L.S.: Hvad betyder revideringen af DS 469 for fjernvarmebranchen?, Dansk fjernvarme 2013

Christensen, K.: Varmeanlæg, foreløbig udgave, DTU 2003

Danfoss A/S: Datablad Returløbstermostat FJV, Eget forlag 2007

Page 69: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 69 af 74

DANSKE FJERNVARMEVÆRKERS FORENING: BEDRE BRUGERINSTALLATIONER, Eget forlag 2003

DANSKE FJERNVARMEVÆRKERS FORENING: Brugerinstallationer, Eget forlag 1995

Energistyrelsen: Håndbog for Energikonsulenter 2008, version3, Eget forlag 2009

EVU: Håndbog for vvs’ere, Eget forlag 2009

HOFOR A/S: EFFEKTIV AFKØLING BETALER SIG, Eget forlag 2013

Honeywell GmbH: T7414A/VF20A/VF10A STRAP-ON TEMPERATURE SENSORS, Eget forlag

K.E. JEPSEN: Koldtvandsmåler type MNK, Eget forlag

Kamstrup A/S: Kamstrup 382,Eget forlag

Kamstrup A/S: Multical®Energy meter, Eget forlag 2006

Københavns Energi: Effektiv afkøling er god økonomi, Eget forlag

Lindholm, D. & Jensen, J.B.: Den lille blå om Varme, 1. udg. Dansk Energi 2008

S&K INSTRUMENTERING: Bimetaltermometre, Eget forlag

Testo: Testo 875 - Thermal imager instruction manual, V01.00, Eget forlag

Page 70: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 70 af 74

10. Bilag

Bilag 1:

Oplysninger om skolens bygninger

Bygning 01 Sløjd, hjemkundskab, SFO, speciel klasser

Opført 1975

Areal 1227.3 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Primært faglokaler og SFO

Bygning 02 Musiklokale, billedkunst, håndarbejde, SFO kreativt værksted, speciel klasser

Opført 1975

Areal 1166.1 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Primært faglokaler og SFO

Bygning 03 Værksted, lederkontor, læreværelse, skolesygeplejerske, bibliotek, fysik, biologi

Opført 1975

Areal 1557.9 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Administration, frokost rum, og enkelte faglokaler

Bygning 04 Klasseværelser, depoter, aula

Opført 1976

Areal 2343.1 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Primært undervisnings- eller klasselokaler

Bygning 05 Klasseværelser, kontorer, kantine, computerrum

Opført 1979

Areal 1648.7 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Primært undervisnings- eller klasselokaler

Bygning 06 Hal, gymnastiksal, bad, omklædning

Opført 1976

Areal 1381.9 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Idræt og badefaciliteter

Bygning 07 SFO

Opført 1993

Areal 323.3 m2

Opvarmning Fjernvarme

Bemærkning Udelukkende SFO

Page 71: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 71 af 74

Bilag 2

Afvigelser af CTS-målinger:

Opblandet fremløb Placering Måling (testo) Måling (CTS) Afvigelse i forhold til Testo måling [%]

Bygning 1 57 54 5,3

Bygning 2 70 63 10,0

Bygning 3 52 52 0,0

Bygning 4 - NORD 56 53 5,4

Bygning 4 - SYD 32 53 -65,6

Bygning 5 68 29 57,4

Bygning 6 - OMKL HAL 61 56 8,2

Bygning 6 - OMKL GYM 66 57 13,6

Retur før shunt-ventil Placering: Måling (testo) Måling (CTS) Afvigelse [%]

Bygning 1 39 36 7,7

Bygning 2 41 41 0,0

Bygning 3 35 34 2,9

Bygning 4 - NORD 30 29 3,3

Bygning 4 - SYD 27 29 -7,4

Bygning 5 43 26 39,5

Bygning 6 - OMKL HAL 44 42 4,5

Bygning 6 - OMKL GYM 45 42 6,7

Målinger med mere end 5 % afvigelse: 68,8 %

Målinger med mere end 10 % afvigelse: 25,0 %

CTS målinger der er højere end referencen: 12,5 % CTS målinger der lige på eller er lavere end referencen: 87,5 %

Størst afvigelse

65,6 %

Mindste afvigelse

0,0 %

Page 72: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 72 af 74

Bilag 3

Optælling af minutter returtemperaturen er over 40 °C

Blandesløjfer:

Placering: Antal minutter

over 40° C

Antal minutter i

måleperiode

Procentdel tid over 40 %

Byg 1 108 7200 1,5

Byg 2 258 7200 3,6

Byg 3 2422 7200 33,6

Byg 4-NORD 60 7200 0,8

Byg 4-SYD 990 5604 17,7

Byg 5 6640 7200 86,7

Byg 6-OMKL

HAL

4038 7200 56,1

Byg 6-OMKL

GYM

2772 7200 38,5

Ventilationsanlæg:

Placering: Antal minutter

over 40° C

Antal minutter i

måleperiode

Procentdel tid over 40 %

Byg 4-AULA

NORD

0 7200 0,0

Byg 4-AULA

SYD

0 7200 0,0

Byg 5-AULA 72 7200 1,0

Byg 5-KØKKEN 0 7200 0,0

Byg 5-KANTINE 0 7200 0,0

Byg 5-LOKALE

77/79

7200 7200 100

Byg 6- HAL 0 7200 0,0

Byg 6-OMKL

HAL

7104 7200 98,7

Byg 4 OMKL

GYM

12 7200 0,2

Page 73: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 73 af 74

Bilag 4

Aflæste vandforbrug i varmtvandsbeholder og udregner udskiftning pr døgn:

Måling af vandforbrug beholdere uge 41-43:

Placering Størrelse [L] Mandag 7/10/13 (09:00-09:30) Mandag 28/10/13 (09:00-09:30) Gange udskiftet pr. døgn

Byg 1 400 893,4927 896,3364 0,3

Byg 4 1000 3684,7235 3689,7629 0,2

Byg 6 1500 2992,43745 3002,51751 0,3

Page 74: Energioptimering på Beder skole - Aarhus Maskinmesterskolecampus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/2671/Beder Skole.pdf · This, however, is dependent of a system that

Side 74 af 74

Bilag 5