Test rapportmall SCALA1 - Svensk Fjärrvärme
Test rapportmall SCALA1 - Svensk Fjärrvärme
Test rapportmall SCALA1 - Svensk Fjärrvärme
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
fjärrvärme till småhus<br />
– litteraturstudie 2003<br />
Charlotte Claesson, Chalmers Tekniska Högskola<br />
Forskning och Utveckling | Värmegles 2003:2<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
1
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
2
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
fjärrvärme till småhus<br />
– litteraturstudie 2003<br />
charlotte claesson,<br />
chalmers tekniska högskola<br />
Forskning och Utveckling Värmegles 2003:2<br />
ISSN 1401-9264<br />
© 2004 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong><br />
Art. Nr 042202<br />
3
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
4<br />
I rapporten redovisar projektledaren sina resultat och slutsatser.<br />
Publicering innebär inte att <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB eller styrgruppen för<br />
Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong> tagit ställning till slutsatser och resultat.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Sammanfattning<br />
<strong>Fjärrvärme</strong> till småhus - Litteraturstudie<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
För att maximera nyttan med programmet ”Värmegles fjärrvärmes” är det viktigt att<br />
resurser satsas på projekt och problemställningar som inte behandlats och lösts tidigare.<br />
I denna rapport sammanställdes tidigare forskning inom ”<strong>Fjärrvärme</strong> till småhus” inom<br />
följande områden: distributionsledningar, fjärrvärmecentral i småhus, värmeförluster,<br />
värmemängdsmätning samt försäljning och kundkontakter. I studien identifierades även<br />
områden där forskning saknas.<br />
Genom sökning i databaserna LIBRIS, <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, Compendex, Cordis,<br />
ETDEWeb, INSPEC och Science Direct samt referenser via litteratur erhölls litteratur<br />
inom området ”<strong>Fjärrvärme</strong> till småhus”. Litteraturen sammanställdes med sammanfattning<br />
av viktiga slutsatser samt hänvisning så att läsaren själv kan söka upp litteraturen.<br />
Den största andelen litteraturen som fanns i studien var svenskförfattad.<br />
Ur litteraturen drogs följande slutsatser:<br />
• <strong>Fjärrvärme</strong>ns expansion i småhusområden utanför Sverige beror inte på specifika<br />
tekniska lösningar eller låg kostnadsnivå, utan på energipolitiska förutsättningar,<br />
som t ex en hög skatt på olja i Danmark.<br />
• Anslutningskostnader i småhusområden har stor spridning.<br />
• Mark- och byggkostnader utgör en stor andel av total anläggningskostnad för<br />
distributionsledningar.<br />
• Mark- och byggkostnader kan reduceras genom hög kontinuitet i byggprocessen med<br />
korta öppettider för schakt.<br />
• Det är många yrkeskategorier inblandade i byggprocessen, vilket påverkar<br />
kontinuitet och effektivitet negativt.<br />
• Kallförläggning bidrar till ökad kontinuitet i byggprocessen utan avkall på kvalitet<br />
och bör därmed utnyttjas vid anslutning av småhus.<br />
• Även återfyllnad med befintliga massor bidrar till ökad kontinuitet utan avkall på<br />
kvalitet och bör därmed utnyttjas i småhusområden. Vid kallförläggning bör ej<br />
återfyllnad med befintliga massor ske i rörböjar.<br />
• <strong>Fjärrvärme</strong>central i småhus bör vara parallellkopplad.<br />
• Värmeförlusterna är större i småhusområden än i flerbostadsområden.<br />
• Värmeförlusterna reduceras vid utnyttjande av dubbelrör istället för enkelrör och<br />
dubbelrör ska därmed utnyttjas vid anslutning av småhus.<br />
• Under sommartid medför värmeförlusterna i framledning problem att upprätthålla<br />
korrekt tappvarmvattentemperatur i småhusområden, vilket måste åtgärdas med<br />
kvalitetssäkrad lösning för korrekt temperatur.<br />
5
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
6<br />
• Anslutningskostnad/hus är starkt beroende av anslutningsgrad. Det finns därmed en<br />
marginal att satsa på åtgärder såsom införsäljning och mervärde för att höja<br />
anslutningsgraden.<br />
• Resultaten av Grudis-projektet visade att plaströren utvecklats och fungerade i<br />
fjärrvärmesystem utan att medföra problem med korrosion. Projektet hade som mål<br />
att sänka kostnaderna vid anslutning i områden med låg värmetäthet, vilket upp<br />
fylldes med de flexibla plaströrens egenskaper. Det visade sig dock i litteraturstudien<br />
att plaströren inte utnyttjas idag vid anslutning av värmeglesa områden<br />
(Larsson et al 2002). Varför utnyttjas inte den teknik och de slutsatser som enligt<br />
Grudis-projektet leder till avsevärd kostnadsreducering vid anslutning av småhus?<br />
Detta måste vara av stort intresse för det pågående Värmeglesprojektet. Fanns det<br />
alltför liten förankring av projektet inom branschen?<br />
• Sekundäranslutning med fyrrörssystem är ett sätt att kvalitetssäkra tappvarmvattentemperaturen<br />
i småhusområden på sommaren. Det visade sig dock<br />
litteraturstudien att fyrrörssystem inte utnyttjas. Varför används inte fyrrörssystem?<br />
• Då många personer och yrkeskategorier är inblandade i byggprocessen är<br />
arbetsorganisationen av stor vikt för att anslutningen ska förlöpa kontinuerligt.<br />
I litteraturstudien konstateras att det saknas publicerat material inom området<br />
arbetsorganisation/byggnadsprocess.<br />
• Ur marknadssynpunkt karakteriseras värmeglesa områden av att användaren av<br />
värme och varmvatten också är fjärrvärmekunden. Införsäljningen är av stor vikt i<br />
småhusområden då höjd anslutningsgrad reducerar anslutningskostnaden per<br />
småhus. Genom att tex kartlägga blivande kunders sociala struktur, värderingar<br />
och beteende kan större kunskap erhållas om hur och till vem försäljningen ska<br />
riktas mot. Det konstateras att det saknas publicerat material som behandlar<br />
försäljningsmetoder som ger hög anslutningsgrad.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Summary – District Heating in Single Family Houses.<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
The study compiles relevant Swedish and international research with regard to district<br />
heating in single family houses. It surveys relevant research and shows what conclusions<br />
can be drawn from this research. Areas where little research has been conducted are also<br />
identified. The report is part of the Swedish program District Heating in Low Density<br />
Areas showing areas where further research is needed.<br />
The compilation warrants the following conclusions:<br />
• Expansion of district heating in single family houses has been possible in countries<br />
outside off Sweden, e.g. Denmark, without specific low cost technical solutions. This<br />
is due to favourable energy political conditions.<br />
• The accounted costs related to construction differ considerably between different<br />
areas of single family houses.<br />
• Costs related to grounding and building represent a considerable high part of the<br />
total costs related to distribution pipes.<br />
• Continuity of the building process reduces costs relating to grounding and building<br />
of distribution pipes.<br />
• Several different professional careers are involved in the building process, which have<br />
a negative impact on the continuity.<br />
• Cold installation of district heating pipes leads to continuity in the building process<br />
without lowering of the standards, and ought therefore be used when connecting<br />
single family houses.<br />
• Reuse of excavated materials also lead to continuity without lowering of the<br />
standards, and ought therefore be used when connecting single family houses. When<br />
cold installation is utilized, excavated materials should be avoided in bends.<br />
• District heating substations in single family houses ought to be coupled in parallel.<br />
• Distribution heat losses are high in areas with single family houses compared to areas<br />
with apartment blocks.<br />
• The reduction of heat losses is considerable when utilizing double pipes instead of<br />
single pipes. Hence, double pipes ought to be used when connecting single family<br />
houses.<br />
• High heat losses during summer time cause problems in securing the domestic hot<br />
water temperature, which must be solved in a quality guaranteed way.<br />
• The total cost related to the connection of a single family house is strongly<br />
dependant on the number of connected houses in the project. Hence, there is a<br />
margin to invest in sales to raise the number of connected houses.<br />
7
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
8<br />
• The results from the GRUDIS project showed that plastic media pipes have been<br />
improved and no longer cause problems with corrosion. The economical evaluation<br />
of GRUDIS stated that the flexibility and light weights of plastic pipes reduce costs<br />
related to construction. However, a recent study shows that plastic media pipes are<br />
not used today. We need to consider why plastic media pipes aren’t used.<br />
• Secondary connection with four-pipe system is a cheap and efficient solution to the<br />
problem of securing the hot water temperature. Still, a resent study shows that this<br />
technique isn’t used today. We need to consider why four pipe systems aren’t used.<br />
• Since many different professional careers are involved in the building process the<br />
working organization is of great significance. However, the study found no research<br />
in this area.<br />
• According to previous discussion the number of connected houses have a crucial<br />
impact on the total cost per house. There is a margin to invest in sales and marketing<br />
to raise the number of connected houses. In spite of that, there was no material<br />
found on this matter.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Innehållsförteckning<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
1. Inledning ................................................................................................ 10<br />
1.1 Bakgrund ........................................................................................................................ 10<br />
1.2 Syfte och mål.................................................................................................................. 11<br />
1.3 Utförande ....................................................................................................................... 11<br />
1.4 Avgränsning ................................................................................................................... 11<br />
2. Resultat av litteratursökning .................................................................. 12<br />
3. Distributionsledningar............................................................................ 13<br />
3.1 Kostnader i Sverige och internationellt ......................................................................... 13<br />
3.2 Entreprenad, arbetsorganisation ................................................................................... 16<br />
3.3 Öppet eller slutet schakt? .............................................................................................. 17<br />
3.4 Kallförläggning ............................................................................................................... 21<br />
3.5 Återfyllnadsmaterial ....................................................................................................... 23<br />
3.6 <strong>Fjärrvärme</strong>rör ................................................................................................................. 25<br />
3.7 Primär eller sekundäranslutning? ................................................................................ 29<br />
4. <strong>Fjärrvärme</strong>central i småhus....................................................................32<br />
4.1 Kopplingsprincip ............................................................................................................ 32<br />
4.2 Tappvarmvattenreglering ............................................................................................... 34<br />
4.3 Konvertering från direktelvärme .................................................................................... 37<br />
4.4 Ökat värmeunderlag ..................................................................................................... 39<br />
5. Värmeförluster ........................................................................................41<br />
5.1 Värmeförlusternas storlek ............................................................................................. 41<br />
5.2 Effekter av värmeförluster .............................................................................................42<br />
5.3 Reducering av värmeförluster .......................................................................................42<br />
6. Värmemängdsmätning .......................................................................... 46<br />
7. Försäljning/Kundkontakter.................................................................... 49<br />
8. Slutsatser ................................................................................................ 51<br />
Appendix 1. Förkortningar................................................................................ 53<br />
9
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
10<br />
1. Inledning<br />
1.1 Bakgrund<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>n förser idag en stor andel av flerbostadshusen i Sverige med värme och<br />
varmvatten. Däremot är andelen inom småhusmarknaden avsevärt mindre. Detta kan<br />
främst härledas till de ekonomiska förutsättningar som råder vid anslutning av småhus.<br />
Här ökar kostnaderna på grund av ytterligare kostnader för:<br />
• distributionsledningar<br />
• fjärrvärmecentraler<br />
• värmeförluster<br />
• hantering, såsom värmemängdsmätning<br />
• försäljning<br />
Dessa kostnader gör att det är svårt att göra anslutningen av småhus till en vinstgivande<br />
verksamhet för fjärrvärmeleverantörer. Leverantörerna kan öka lönsamheten genom att:<br />
(i) minska kostnaderna för anslutning, och (ii) öka intäkterna med höjning av priset.<br />
Möjligheterna att höja marknadspriset bestäms i stor utsträckning av konsumenternas<br />
kostnader för alternativa former av uppvärmning. Konsumenternas alternativkostnad är<br />
emellertid en faktor som ligger utanför leverantörernas kontroll, vilket gör att i realiteten<br />
krävs en reducering av ovanstående kostnader enda för att öka vinsten (FVF 1997).<br />
Det har gjorts stora insatser för att utveckla alternativ teknik som reducerar kostnader<br />
för fjärrvärmeanslutning och värmeförluster, varav bla Grudis-projektet fokuserades på<br />
värmeglesa områden (Blomquist et al 1987). För att maximera nyttan med programmet<br />
”Värmegles fjärrvärme” är det viktigt att resurser satsas på projekt och problemställningar<br />
som inte behandlats och lösts tidigare. Det behövs därmed en sammanställning<br />
av tidigare forskning inom området. Det finns mycket utförliga sammanställningar av<br />
fjärrvärmeforskning som gjorts för några år sedan, bla Henriksson et al 1997, men<br />
ingen som fokuserats på värmegles fjärrvärme.<br />
I denna rapport redovisas en litteraturstudie inom området ”<strong>Fjärrvärme</strong> till småhus”.<br />
Studien har främst behandlat forskningspublikationer. Rapportens disposition är uppbyggd<br />
enligt de ovan nämnda kostnadsposterna, men behandlar även andra frågor<br />
såsom tex kvalitet och miljöaspekter inom dessa områden.<br />
Projektet som finansierats av programmet ”Värmegles fjärrvärme” har utförts av<br />
Charlotte Claesson vid Chalmers Tekniska Högskola med stöd och synpunkter av Sven<br />
Werner, FVB Sverige AB, som granskat rapporten. Inom området värmemängdsmätning<br />
har Jan Eliasson givit stöd och synpunkter. Ett stort tack riktas till Sven Werner och Jan<br />
Eliasson, men även Lars Ljunggren och Villagruppen på Göteborg Energi AB som<br />
tillhandahållit mycket intressant material.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 1.1 Litteratur ”Inledning”<br />
1.2 Syfte och mål<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
P-A.Blomquist, S.Persson, GRUDIS BFR T2:1987 1987<br />
J.Ljungqvist, M.Ifwarson, Gruppcentraldistribution<br />
B.Oddving, T.Rundström Handbok för system- och<br />
komponentutformning<br />
FVF <strong>Fjärrvärme</strong> till småhus FVF 1997:11 1997<br />
M.Henriksson, S.Werner <strong>Svensk</strong> statlig fjärrvärme- FoU 1997:13 1997<br />
forskning 1981-1996<br />
Projektets mål var att utföra en litteraturstudie för att sammanställa tidigare utförd<br />
forskning inom området ”Värmegles fjärrvärme” i en rapport samt identifiera områden<br />
där forskning saknas. Rapporten avses kunna fungera som underlag för styrgruppen<br />
samt projektutförare för att välja projektområde. Den skulle även kunna vara till hjälp<br />
då någon önskar sätta sig in i ett nytt område och önskar litteraturtips.<br />
1.3 Utförande<br />
Litteraturstudien utfördes genom sökning av litteratur via databaser och tidigare referenser<br />
i litteratur. Sökningen utfördes i de svenska databaserna LIBRIS och <strong>Svensk</strong><br />
<strong>Fjärrvärme</strong>s FOU-databas samt i de internationella databaserna Compendex, Cordis,<br />
ETDEWeb, INSPEC och Science Direct. I LIBRIS utnyttjades sökordet <strong>Fjärrvärme</strong> och<br />
hela <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s databas söktes igenom efter material som behandlar småhus.<br />
Vid sökning i de internationella databaserna utnyttjades följande sökord: ”District<br />
heating low density”, ”District heating detached”, ”District heating single family” och<br />
”District heating small house” i samtliga databaser. Sökningen begränsades tidsmässigt<br />
mellan 1970-2003. Litteraturen lästes och inom varje område sammanfattades författarnas<br />
viktigaste slutsatser och hänvisningar till litteraturen med titel, författare, år samt<br />
dokumentnummer. Inom området <strong>Fjärrvärme</strong>centraler och Värmemängdmätning nämns<br />
litteratur som inte lästs av författaren som ”Ytterligare tips på litteratur”.<br />
1.4 Avgränsning<br />
Studien avser att främst omfatta litteratur som behandlar fjärrvärme till småhus. Även<br />
litteratur som är mer generell, men behandlar teknik som kan tänkas tillämpas inom<br />
området och leda till möjlig kostnadsreducering inkluderas. Programmet ”Värmegles<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>” avgränsas till ”allt som rör vägen från fördelningsledningen till huset och<br />
fjärrvärmecentralen och i vissa fall även det husinterna systemet”<br />
(Protokoll styrgruppsmöte 2 Värmegles fjärrvärme), vilket även denna studie avser att<br />
göra. Då detta är ett mycket stort område är studien inte lika utförlig inom alla områden,<br />
och tyngdpunkten är inom distributionsområdet vilket nämndes ovan.<br />
Studien är inte heller fullständig inom det avgränsade området. För att omfånget skulle<br />
vara rimligt valdes viss litteratur ut och annan litteratur nämns som ”Ytterligare förslag<br />
på litteratur”. Viss litteratur har avsiktligt valts bort då det kan vara svårt att få tag på<br />
tex konferensbidrag och seminarierapporter.<br />
11
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
12<br />
2. Resultat av litteratursökning<br />
Vid sökningen av litteratur i de internationella databaserna erhölls träffar enligt tabell<br />
2.1. Som synes är antalet relevanta träffar mycket få. Några av de relevanta träffarna<br />
återkommer för flera sökord och i flera databaser. Vid genomsökning av <strong>Svensk</strong><br />
<strong>Fjärrvärme</strong>s databas och sökning i LIBRIS med sökordet ”fjärrvärme” erhölls betydligt<br />
mycket mer relevant litteratur.<br />
Hur kommer det sig att det inte finns mer publicerad litteratur inom området i tex<br />
Danmark som har en hög andel av fjärrvärmeanslutna småhus? En orsak kan vara att<br />
tekniska rapporter inte läggs ut på internationella databaser. För att hitta ytterligare<br />
utländskt material kontaktades Danmarks Fjernvarmeforening, vilket dock inte gav<br />
någon litteratur inom området. Litteraturen i denna studie tyder på att energipolitiska<br />
förhållanden i Danmark är orsaken till expansionen i småhusområden och inte forskning<br />
och utveckling, vilket diskuteras vidare i kapitel 3.1. Majoriteten av litteraturen<br />
som beskrivs i rapporten är alltså svenskförfattad.<br />
I rapporten sammanfattas slutsatser från inläst litteratur inom följande områden<br />
”Distributionsledningar”, ”<strong>Fjärrvärme</strong>central i småhus”, ”Värmeförluster”,<br />
”Värmemängdsmätning” och ”Försäljning/Kundkontakter”. Tyngdpunkten i studien<br />
har varit inom ”Distributionsledningar” eftersom detta är författarens forskningsområde,<br />
men även eftersom litteraturen visar att kostnader för förläggning av distributionsledningar<br />
utgör en stor andel av de totala anslutnings kostnaderna.<br />
Tabell 2.1 Sökresultat, totalt antal träffar/antal relevanta träffar<br />
Sökord Compendex Cordis ETDEWeb INSPEC Science<br />
Direct<br />
District heating low density 27/4 4/1 52/4 15/1 54/0<br />
District heating detached 5/1 4/0 40/1 2/0 81/1<br />
District heating single family 21/6 3/0 24/4 21/5 110/1<br />
District heating small house 9/1 9/0 26/2 21/2 13/0
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
3. Distributionsledningar<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Den totala kostnaden för fjärrvärmeledningar omfattar kostnader för skarvning, markoch<br />
byggarbete och förläggningsarbete och material. Stora kostnader för mark- och<br />
byggarbete, har varit drivkraften för utveckling av de alternativa förläggningsmetoderna<br />
som beskrivs i kap. 3.3-3.5. Möjligheten att reducera dessa arbetskostnader, men även<br />
minskning av värmeförluster, har bla varit drivkraften för utveckling av de rörtyper som<br />
beskrivs i kap. 3.6. Valet av primär- eller sekundäranslutning är avgörande för att kunna<br />
utnyttja vissa rörtyper och därmed viss förläggning, vilket redovisas i kap. 3.7.<br />
3.1 Kostnader i Sverige och internationellt<br />
”Värmegles fjärrvärme” har som mål att sänka totalkostnaden för anslutning av småhus<br />
till 50 kkr. Fördelningen av kostnader för distributionsledningar och fjärrvärmecentral<br />
är ungefär lika stor (Ljunggren et al 1998). Studien i Larsson et al 2002 visar dock att<br />
fördelningen mellan<br />
2<br />
kostnader för distributionsledningar och fjärrvärmecentral ca – :<br />
1<br />
– .<br />
3 3<br />
Enligt Larsson et al 2002 skiljer sig kostnaderna för anslutning av småhus mellan olika<br />
energiföretag markant. För 27 studerade områden varierade anläggningskostnaden för<br />
distributionsledningar mellan 20 kkr/hus och 110 kkr/hus enligt figur 3.1 nedan, med<br />
medelkostnad som beräknades till 52 kkr. Även kostnader för installation av fjärrvärmecentraler<br />
hade stor spridning, med variation mellan ca 14 kkr och 39 kkr med medelvärde<br />
på ca 28 kkr. Författarna drar emellertid slutsatsen att skillnaden förmodligen inte<br />
är så stor som visas, utan beror på skillnader i kostnadsredovisning.<br />
1<br />
120 000<br />
100 000<br />
80 000<br />
60 000<br />
40 000<br />
20 000<br />
0<br />
Figur 3.1<br />
Anläggningskostnad för distributionsledningar redovisade för respektive projekt (Larsson et al 2002)<br />
Larsson et al 2002 konstaterar att förutsättningarna för rationell förläggning är bättre<br />
vid anslutning av områden med nybyggnation än befintliga äldre områden. Enligt FVF<br />
1998 är anslutningsgraden av mycket stor betydelse för total anslutningskostnad/hus,<br />
vilket åskådliggörs senare i kap3.7. Det finns alltså en marginal att investera i åtgärder<br />
som höjer anslutningsgraden för att på så sätt reducera anslutningskostnaden. Sådana<br />
åtgärder såsom mervärde för kunden och införsäljning diskuteras senare i litteraturstudien.<br />
1 52/(28+52)=0.65<br />
Fördelning av genomsnittlig anläggningskostnad<br />
för nät per hus och projekt<br />
1 6 11 16 21 26<br />
Projekt<br />
13
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
14<br />
I FVF 1997 redovisas kostnader för förläggning av fjärrvärmeledningar. Kostnaderna<br />
baseras på efterkalkyl av 282 projekt under 1995 och 1996. I ytterområde utgör kostnader<br />
för mark- och bygg en mycket stor andel av totala förläggningskostnaden (skarvning,<br />
material, rörarbete, mark- och bygg och projektering). Enligt figur 3.2 nedan utgör<br />
mark- och bygg ca 55% för DN 40, 50 och 60 och ca 65% för DN 80.<br />
De faktorer som påverkar förläggningskostnader är (Schönberg et al 1996):<br />
• Externa marginalvillkor såsom dragning och trafikförhållande<br />
• Tekniska krav för tex rörsystem och driftsvillkor<br />
• Schaktvolym<br />
• Egen prestation, marknadssituation, konkurrens<br />
• Regler, lagar och tekniska riktlinjer<br />
Figur 3.2<br />
Kostnader för distributionsledningar (FVF 1997)<br />
I Ljunggren et al 1998 görs teknisk och ekonomisk jämförelse av distribution av fjärrvärme<br />
till småhus i Norden. Rapporten redovisar bla de unika förutsättningarna som<br />
råder för värmegles fjärrvärme på Island och i Danmark. <strong>Fjärrvärme</strong>ns stora utbredning<br />
i Danmark beror främst på energipolitiska orsaker, bla reglerat hög oljeskatt. Islands<br />
förutsättningar är unika då ca 90 % av energin är geotermisk energi och energin distribueras<br />
i ettrörssystem där returvattnet leds direkt till avlopp. Jämförelsen av<br />
anslutningskostnader visar att kostnaderna är ungefär likvärdiga bortsett från Islands<br />
där det unika systemet leder till lägre kostnader. Författarna konstaterar att det är<br />
endast i Sverige som kostnader för framtida underhåll belastar fjärrvärmen. Studien<br />
visar även att ingen okänd teknik tillämpas i länderna utanför Sverige. Detta understryks<br />
i Hammer 1998, där författaren presenterar tekniska lösningar som reducerat<br />
kostnader för anslutning av hus i värmeglesa områden i Danmark. De lösningar som<br />
presenteras är tex direktanslutning, flexibla plaströr, plattvärmeväxlare och differenstryckventiler,<br />
vilket inte är okänd teknik i Sverige. Slutsatsen ur jämförelsen är alltså att<br />
den stora anslutningen av småhus i Danmark och på Island beror på yttre omständigheter<br />
och inte på specifika tekniska lösningar. Enligt tidigare diskussion anses detta även<br />
kunna vara orsaken till att det inte finns mycket publicerad internationell litteratur inom<br />
området.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Zinko 2001 sammanfattar AGFW:s slutrapport av det omfattande tyska projektet<br />
”Neuartige Wärmeverteilung”, vars mål var att sänka kostnader för fjärrvärmedistribution<br />
i Tyskland. Zinko konstaterar att projektet inte behandlar teknik eller<br />
kunskap som inte är tidigare känd i Sverige. Han anser dock att projektet ger en god<br />
teoretisk grund för den teknik som tillämpas i Sverige. Projektet ledde till kostnadsreducering<br />
för tyska förutsättningar, som dock har högre kostnadsnivå än i Sverige.<br />
Slutsatser av mer teknisk karaktär från Zinko 2001 redovisas i kap 3.3 och 3.4.<br />
Slutsatser: <strong>Fjärrvärme</strong>ns expansion i småhusområden utanför Sverige beror inte på<br />
specifika tekniska lösningar eller kostnadsnivå, utan på energipolitiska förutsättningar.<br />
Det är stor spridning i anslutningskostnader för småhusområden.<br />
Mark- och byggkostnader utgör en stor andel av total anläggningskostnad för<br />
distributionsledningar.<br />
Tabell 3.1 Litteratur ”Kostnader i Sverige och internationellt”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
FVF Kulvertskostnadskatalog FVF 1997:10 1997<br />
FVF <strong>Fjärrvärme</strong> till småhus<br />
Primär eller sekundäranslutning<br />
FVF 1998:9 1998<br />
F.Hammer Future of district heating as Euroheat & Power 1998<br />
energy supply for heating<br />
density areas<br />
nr 3 –1998, s 50-52<br />
L.Larsson, S.Andersson,<br />
S.Werner<br />
Nuläge värmegles fjärrvärme FoU 2002:74 2002<br />
L.Ljunggren, P.Laaksonen, Billigare fjärrvärmedistribution Nordvärme, 1998 (?)<br />
A.Blöndal, ST.Bakken, Projektgrupp 14<br />
J.Strømvig Version 0013<br />
VI.Schönberg, W.Althaus Technical Innovation and Euroheat & Power, 1996<br />
Cost-Oriented Strategies in Line nr 4-5 –1996,<br />
with Real Market Conditions<br />
for the Expansion of DH<br />
s 273-281<br />
H.Zinko <strong>Svensk</strong> sammafattning av FoU 2001:50 2001<br />
AGFWs slutrapport<br />
”Neuartige Wärmeverteilung”<br />
3.2 Entreprenad, arbetsorganisation<br />
Val av entreprenadform påverkar arbetets kvalitet, vilket visas i Gudmunsson 2003b)<br />
där författaren värderar skadestatistik, utför intervjuer och litteraturstudie. Gudmunsson<br />
konstaterar att det publicerats mycket lite material inom området, men hänvisar bla<br />
till en doktorsavhandling inom området, Olsson 1993. I Larsson et al 2002 redovisas<br />
entreprenadform för 29 småhusområden, där majoriteten, 23 projekt använder delad<br />
entreprenad, och endast 2 projekt generalentreprenad och 4 projekt totalentreprenad.<br />
Den delade entreprenaden uppges av fjärrvärmeföretagen ge bättre kontroll då det i<br />
vissa fall önskas vissa tekniska lösningar.<br />
15
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
16<br />
Gudmunsson 2003a) undersöker om det finns något att lära av andra linjearbeten för<br />
att reducera kostnaderna för anläggning av fjärrvärmeledningar. Det konstateras att vid<br />
förläggning av fjärrvärmeledningar eftersträvas följande: samarbete mellan aktiviteterna,<br />
resursutnyttjande, ökad kommunikation och utförande av kunskap till byggplatsen.<br />
Gudmunsson 2003a) konstaterar att möjligheten att reducera kostnader genom samverkan<br />
och samförläggning med andra linjeägare inte utnyttjas. Vid förläggning av<br />
fjärrvärmerör är många yrkeskategorier inblandade. För att arbetet ska vara kontinuerligt<br />
och schaktets öppettider korta krävs god planering och arbetsorganisation.<br />
Det föreslås även följande för att öka rationaliteten i byggprocessen: bygg<br />
i treskift, samma person utför mark-, rörläggnings- och isoleringsarbete, öka kontinuiteten<br />
genom ökad motivation hos personal.<br />
Werner 1995 anser att en produkt och dess tillverkning ska värderas med avseende på<br />
kostnads- och tidsoptimering. Vikten av god projektledning betonas för att åstadkomma<br />
sådan optimering av tid och kostnader.<br />
Det kan dock konstateras i denna litteraturstudie att det saknas publicerat material<br />
inom arbetsorganisation och byggprocessen.<br />
Slutsats: Reducera antalet yrkeskategorier vid anslutning av småhus till fjärrvärmenätet.<br />
Tabell 3.2 Litteratur ”Entreprenad, arbetsorganisation”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
T.Gudmunsson Rationellt byggande av<br />
fjärrvärmeledningar<br />
FoU 2003:89 2003 a)<br />
T.Gudmunsson Total-kontra utförande- FoU 2003:90<br />
entreprenad<br />
2003 b)<br />
L.Larsson, S.Andersson,<br />
S.Werner<br />
Nuläge värmegles fjärrvärme FoU 2002:74 2002<br />
U.Olsson Funktionsentreprenader för Dok avh, LUT, 1993<br />
drift av vägar och gator 1993:135D<br />
VD.Werner Managament in construction Euroheat & Power, 1995<br />
handling nr 11 –1995,<br />
s 624-632
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
3.3 Öppet eller slutet schakt?<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
I Sverige förläggs fjärrvärmerör nästan uteslutande i mark utav säkerhets- och estetiska<br />
skäl. Det finns ett flertal tekniker för att skapa ett hålrum i marken för röret, där<br />
traditionell schaktning med öppet schakt är vanligast. Villaserviser är oftast korta och<br />
av klena dimensioner, vilket kan medföra att alternativa metoder kan vara lönsamma<br />
jämfört med schaktning med stora maskiner. Gudmunsson 2003 föreslår att marken<br />
höjs istället för att rören sänks och att täckningshöjden reduceras för att minska schaktmängden.<br />
Det finns litteratur inom området som beskriver tekniken för de alternativa<br />
metoder som utnyttjas och även kostnadsjämförelser. De alternativa metoder som finns<br />
tillgängliga för villaserviser är enligt FVF 1998:<br />
Jordraket<br />
Styrd borrning<br />
Kedjegrävare<br />
Handgrävning<br />
Vid jämförelse mellan markkostnader i Kulvertkostnadskatalogen och uppgifter från<br />
Styrud AB fann FVF 1998 att för klena rör var kostnaderna med jordraket och styrd<br />
borrning avsevärt lägre än öppet schakt.<br />
Jordraket, styrd borrning<br />
De schaktfria metodernas fördelar gentemot traditionellt schakt ger störst effekt i<br />
tätbebyggda områden där öppna schakt och gatubeläggningar är kostsamma, men även<br />
på platser som kräver avancerade återställningsarbeten. Kostnader för att återställa<br />
asfaltbeläggning är stor och enligt Styrud 1992 finns det många dolda kostnader vid<br />
ledningsdragning i asfaltbelagda gator som gör det även till en samhällsekonomiskt<br />
dålig affär.<br />
I Schmitt et al 2002 beskrivs schaktfria metoders teknik och tillämpningsområden.<br />
Teknikerna har främst utnyttjats för att passera järnväg, motorväg mm, men har även<br />
utnyttjats i villaanslutningar. Jordraket och styrd borrning kräver kvalificerad utrustning<br />
och specialistkompetens, vilket kan påverka kontinuiteten i anläggningsarbetet (FVF<br />
1996). Den ekonomiska risken är större vid borrning än schaktning eftersom arbetet<br />
utförs ”i blindo” med dyr utrustning. Planeringen behöver därmed vara grundligare<br />
inför borrning. Enligt Schmitt et al 2002 kräver dock servisledningar till småhus inte<br />
mycket planering och valet mellan borrning eller grävning kan göras på plats. Ökad risk<br />
och dyr kvalificerad utrustning medför ökade kostnader som får vägas mot dess fördelar.<br />
Jordraket och styrd borrning har följande fördelar (Schmitt et al 2002):<br />
• Ingen kostsam återställning av gatubeläggning<br />
• Varsam hantering av träd och växter<br />
• Möjligt att passera under befintliga ledningar<br />
• Nästan ingen risk för sättningar<br />
• Den välvda formen på gatan behålls<br />
• Utgrävning, transport och förvaring endast nödvändig för en mycket liten<br />
mängd massor<br />
I vissa fall kan det även tänkas att förläggningen sker snabbare och att det blir mindre<br />
störning för trafik och boende (Schmitt et al 2002). Detta är dock beroende av kontinuiteten<br />
enligt tidigare diskussion.<br />
17
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
18<br />
Jordraket<br />
Jordraket kan användas för korta sträckor och ytterdimensioner från 32 till 110 mm,<br />
vilket gör den lämplig för villaserviser (Schmitt et al 2002, FVF 1998). Det krävs en<br />
grop där raketen kan utgå ifrån och en mottagargrop där raketen avslutar. Jordraketen<br />
drivs vanligen med tryckluft och tränger undan jordpartiklar till sidan. Rörelseriktningen<br />
kan endast varieras mellan framåt och bakåt. Tekniken är mer riktningsstabil<br />
än våt borrning (Zinko 2001). Det finns möjlighet att dra igenom fjärrvärmeröret direkt<br />
eller så installeras ett foderrör först som fjärrvärmeröret sedan dras igenom, se figur 3.3.<br />
Alla typer av fjärrvärmerör går att utnyttja med jordraket. Metoden som är enkel och<br />
robust är olika lämplig för olika typer av mark, dock inte i lösa leror eller under grundvattennivån<br />
(FVF 1998).<br />
Figur 3.3<br />
Jordraket (Styrud AB)<br />
Styrd borrning<br />
Vid styrd borrning utnyttjas både mekanik och vatten under högt tryck. Det krävs inga<br />
start- eller avslutningsgropar. Det borras dock först ett pilothål som sedan utvidgas till<br />
önskad diameter med sk rymmare, se figur 3.4 (FVF 1998). Styrd borrning är sällan<br />
lönsam för serviser kortare än 40 meter. För att hålla kostnaden nere rekommenderas att<br />
endast ett hål borras genom att utnyttja dubbelrör. Våt borrning lämpar sig bäst för<br />
sand- och lerhaltiga jordar (Zinko 2001, Schmitt et al 2002). Vid borrning i lös mark<br />
går det att stabilisera väggarna i hålet med en slurryblandning av bla bentonit och<br />
vatten, som samtidigt transporterar bort utgrävda massor från hålet, se figur 3.4 (FVF<br />
1998, Schmitt et al 2002). Borras hålen rakt fram utan hinder så kan alla typer av<br />
fjärrvärmerör utnyttjas, annars kan endast flexibla rör användas. Metoden lämpar sig<br />
främst för rördiametrar som är mindre än 400 mm (Schmitt et al 2002).
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Figur 3.4<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Styrd borrning. I den övre bilden visas möjligheten att styra borrningen av pilothålet och stabilisering av väggarna<br />
med slurry. I den undre bilden ses rymmaren som utvidgar diametern och medieröret som dras med (Styrud AB<br />
2003).<br />
Schmitt et al 2002 beskriver en lätt transporterbar sk ”microtunneling” utrustning som<br />
är avsedd för små rör. Med denna utrustning kan borrningen utföras från källaren som<br />
ses i figur 3.5.<br />
Figur 3.5<br />
Styrd borrning med lätt transporterbar utrustning via källare (Schmitt et al 2002)<br />
Kedjegrävare<br />
Kedjegrävare kräver inte mycket arbetsyta, vilket gör det enkelt att komma till vid<br />
förläggning av serviser (Astrupgaard 1994). Schaktmassorna slås sönder och placeras<br />
vid sidan om schaktet, som sedan kan återfyllas för hand. Det går att utnyttja alla typer<br />
av fjärrvärmerör. På ungefär en timme kan en kedjegrävare gräva ett 40 meter långt, 450<br />
mm brett och 500 mm djupt schakt (FVF 1998).<br />
19
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
20<br />
Grävning för hand<br />
Serviser behöver normalt inte så mycket täckning i trädgårdsmark. Det skapar möjlighet<br />
för att gräva för hand i trädgården, vilket ibland också kan vara enda möjligheten för<br />
att komma fram. På detta sätt undviks att köra med stora maskiner i trädgården. Om<br />
specialarbetare anlitas för grävning och återställning beräknas kostnaden bli drygt 200<br />
kr per meter (FVF 1998, Sørensen et al 1995). Det kan även tänkas att handgrävning<br />
inte behöver utföras av specialarbetare, utan kan utföras av kunden själv. Grävning och<br />
återfyllnad utförs då med spade och skyffel och befintliga massor utnyttjas, för exempel<br />
på utgrävningsprofil se figur 3.6. I Sørensen et al 1995 redovisas ett enkelt försök som<br />
visar att urgrävning, rörläggning och fotstampning för att trycka till jorden tar ca 10<br />
min per meter, vilket innebär att en 15 meter lång ledning tar ca 2-3 timmar.<br />
300<br />
150<br />
Figur 3.6<br />
450<br />
140 200<br />
50<br />
Exempel på utgrävningsprofil vid gräv-själv metod (Astrupgaard 1994)<br />
Detta ger kunden möjlighet att ta hänsyn till ömtåliga trädgårdspartier samt att påverka<br />
investeringskostnaden. Kostnadsreduceringen är dock beroende av hur många som<br />
väljer att gräva själva. Väljer endast några få att gräva själva måste maskiner och<br />
arbetare ändå finnas på plats samtidigt som entreprenören måste kontrollera<br />
fastighetsägarnas utförda arbete (FVF 1996). Enligt Sørensen et al 1995 finns det inget<br />
behov av teknisk utveckling för att gräv-själv ska kunna tillämpas i småhusträdgårdar,<br />
utan det existerar främst ett organisatoriskt utvecklingsbehov för att uppnå effektivitet.<br />
Slutsats: Det är oklart vad alternativa gräv- och borrtekniker kan innebära för anslutning<br />
av småhus till fjärrvärmenätet.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 3.3 Litteratur ”Öppet eller slutet schakt?”<br />
3.4 Kallförläggning<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
N.P.Asplund Enstrenget, pulserande J nr. 1323/90-0013. 1993<br />
fjernvarme dk-teknik.<br />
ISBN:87-7782-037-1<br />
FVF Konvertering till fjärrvärme<br />
Direktverkande elvärme<br />
FVF 1996:17 1996<br />
FVF Idébok<br />
Alternativ ledningsdragning<br />
FVF 1998:8 1998<br />
FVF Kulvertkostnadskatalog FVF 1997:10 1997<br />
T.Gudmunsson Rationellt byggande av<br />
fjärrvärmeledningar<br />
FoU 2003:89 2003<br />
L.Ljunggren, P.Laaksonen, Billigare fjärrvärmedistribution Nordvärme, 2000<br />
A.Blöndal, S.T.Bakken, Projektgrupp 14,<br />
J.Strømvig Version 0013<br />
F.Schmitt, H.-W.Hoffmann Pipe Laying in Combination<br />
with Horizontal Drilling<br />
Methods<br />
IEA 2002:S4 2002<br />
S.Styrud Borrning eller grävning<br />
Ekonomiska konsekvenser och<br />
praktiska erfarenheter av<br />
ledningsdragning<br />
ByggSverige 2/92 1992<br />
Styrud AB Hemsida www.styrud.se 2003<br />
P.A.Sørensen, J.R.Jensen, Grav-selv J nr. 51191/91-0012. 1995<br />
U.Nielsen PlanEnergi<br />
H.Zinko <strong>Svensk</strong> sammanfattning av FOU 2001:50 2001<br />
AGFWs slutrapport<br />
”Neuartige wärmeverteilung”<br />
Det finns ett antal olika tekniker för att hantera de spänningar som uppstår i<br />
fjärrvärmerören pga termisk längdutvidgning. Utvecklingen har dock gått emot att stora<br />
spänningar accepteras och rören kallförläggs. Vid kallförläggning tillåts överskridande<br />
av sträckgränsen då röret värms upp till T max , och plastisk deformation medför en<br />
självspänningseffekt. Denna spänning behåller röret sedan vid lägre temperaturer<br />
(Frederiksen et al 1993). Kallförläggning och dess för- och nackdelar beskrivs i Schmitt<br />
et al 1999.<br />
Förläggning utan förvärmning innebär större belastningar på fjärrvärmerören än vid<br />
traditionell teknik. Det har gjorts studier med mätningar och beräkningar i Tyskland,<br />
Sverige och Danmark för att klarlägga belastningsprofilen internt i rören samt hur<br />
profilen påverkas över tiden. Rörböjar är särskilt utsatta och har därmed varit fokus för<br />
flera studier.<br />
21
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
22<br />
Molin et al 1996 fokuserar på direkt markförlagda rörböjar genom fältförsök och<br />
beräkningar för DN 40/140 och DN 150/315. Förskjutningarna erhölls genom<br />
belastningar med domkraft, som antogs vara ca tre gånger större än i verkligheten.<br />
Mätningarna visar att DN 40/140 har kvarstående deformationer efter förskjutningarna.<br />
Författarna drar även slutsatsen kringfyllningen vid direktmarkförlagda böjar helst<br />
ej bör packas eftersom jordtrycket mot röret ökar med förskjutningen. Den tillåtna<br />
förskjutningen bestäms av tillåten påkänning i PUR-skummet och kravet på packningsgrad<br />
i marken. De drar även slutsatsen att risken för asfaltskador pga förskjutningar för<br />
en direkt markförlagd rörböj är liten vid små rördimensioner. Studien av direktförlagda<br />
böjar fortsatte i Andersson et al 2002, med förskjutningar av DN 40 och DN 80 i<br />
provbädd. Även vid dessa försök erhölls stora deformationer på PUR-skummet på DN<br />
40-böjen, medan DN 80 röret var intakt. Deformationerna i det klena röret ledde inte<br />
till kritiskt höga temperaturer på manteln (Anderson et al 2002). Författarna drar<br />
slutsatsen att PUR-skummet är begränsande faktor och att gränsen för att kallförlägga<br />
böjar utan expansionsupptagande anordningar ligger mellan DN 40 och DN 80.<br />
Direkt markförlagda böjar undersöks ingående i Nilsson 2002 med utgångspunkt av en<br />
ny teori att deformationer av isoleringen endast måste begränsas för att undvika höga<br />
temperaturer på mantelröret. Vid alltför höga temperaturer på mantelröret blir materialet<br />
sprött och det finns risk för sprickbildning. Nilsson konstaterar genom mätningar att<br />
böjar kan direktförläggas då normalt återfyllnadsmaterial utnyttjas. Kombinationen av<br />
kallförläggning med hårt packat grovt återfyllnadsmaterial i böjar bör undvikas.<br />
Inom AGFW-projektet Neuartige Värmeverteilung (Zinko 2001) utfördes beräkningar<br />
och detaljerade försök med mätningar framförallt på böjar. Försöken bekräftade att<br />
PUR-skummet är den begränsande länken i fjärrvärmeröret. Beräkningarna överensstämde<br />
mycket väl med mätresultaten och rekommendationen ges att utnyttja beräkningar<br />
vid projektering. För att undvika att hamna nära kritiska gränsvärden kan viss<br />
kompensation utnyttjas vid kallförläggning. För detta ändamål utvecklades/testades<br />
följande komponenter inom AGFW-projektet: tryckböjar, Bingham-material, fixpunktbrygga<br />
och expansionskuddar, som beskrivs i Zinko 2001 och Schmitt et al 1999.<br />
Genom att kallförlägga fjärrvärmerören reduceras tiden och antalet moment i<br />
förläggningsprocessen. Detta innebär ett flertal fördelar såsom enklare organisation och<br />
mer kontinuerlig förläggning, vilket möjliggör för dygnstaktförläggning. Kallförläggning<br />
gör det även möjligt att utnyttja alternativa förläggningsmetoder såsom plöjning, vilket<br />
beskrivs i Fallsvik et al 1992.<br />
I en tysk studie studerades tidsåtgången för varje delmoment i förläggningsprocessen,<br />
vilket utnyttjades vidare för att simulera olika förläggningsförlopp och jämföra olika<br />
tekniker. Resultaten visade klart att reducerat tidsförlopp medförde lägre kostnader. Då<br />
dygnstaktförläggning (med kallförläggning) jämfördes med traditionell teknik erhölls<br />
resultatet att byggnadstiden förkortades med 67% och kostnaderna med 81%. Kallförläggning<br />
innebär alltså reducerade kostnader för förläggning, men utgör även en<br />
ekonomisk risk som måste beaktas (Schmitt et al 1999).<br />
Slutsats: Då stålrör används bör kallförläggning utnyttjas då småhus ansluts till<br />
fjärrvärme.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 3.4 Litteratur ”Kallförläggning”<br />
3.5 Återfyllnadsmaterial<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
S.Andersson, N.Olsson Experimentell undersökning av<br />
böjar vid kallförläggning av<br />
fjärrvärmerör<br />
FoU 2002:63 2002<br />
J.Fallsvik Direktläggning av fjärrvärmerör Värmeforskrapport<br />
445<br />
Hetvattenteknik<br />
1992<br />
J.Molin, G.Bergström Direkt markförlagda böjar<br />
i fjärrvärmeledningar<br />
FoU 1996:7 1996<br />
S.Nilsson Durability of district heating Dok avh, Inst för 2002<br />
pipes Byggnadsfysik,<br />
Chalmers<br />
F.Schmitt, H-W. Hoffmann Cold Installation of Rigid<br />
District Heating Pipes<br />
IEA 1999:T3.1 1999<br />
H.Zinko <strong>Svensk</strong> sammanfattning av FOU 2001:50 2001<br />
AGFWs slutrapport<br />
”Neuartige wärmeverteilung”<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>rören läggs traditionellt i ett fint sandlager för att skydda röret mot olika<br />
belastningar. Återfyllnadsmaterialet ska skydda röret mot mekaniska skador och skapa<br />
friktion mot mantelröret vid termiska förskjutningar. I FVF:s läggningsanvisningar<br />
rekommenderas att befintliga massor används då det finns möjlighet att lägga upp<br />
massorna bredvid schaktet.<br />
Enligt Fröling 2002 och Hanna 1999 innebär transporter till och från anläggningsplatsen<br />
vid anslutning av en villa till fjärrvärmenät stor miljöpåverkan. Genom att<br />
placera de uppgrävda massorna bredvid schaktet och utnyttja dem som återfyllnadsmaterial<br />
reduceras miljöpåverkan. Vid återfyllnad med befintliga massor reduceras<br />
även utnyttjandet av begränsade naturliga resurser, vilket även kan åstadkommas<br />
genom att någon restprodukt som tex aska används som återfyllnadsmaterial, vilket<br />
studeras i Sjöblom 2003.<br />
I ytterområden finns det oftast större utrymme än i centrum för att lägga upp massorna<br />
bredvid schaktet. Schaktet kan i regel vara öppet längre och en del av gatan kan vara<br />
avstängd för trafik. Gator i ytterområden kan antas vara mindre belastade, vilket ger<br />
mindre sättningar (Molin et al 1997). Enligt en undersökning i Molin et al 1997 innebär<br />
återfyllnad med befintliga massor minskning av byggkostnaderna med ca 9 % för DN<br />
50 i ytterområden. Medan i Schmitt et al 1999 redovisas en reducering av förläggningskostnader<br />
med 10-20% i parkområden vid återfyllnad med befintliga massor.<br />
Då stora kantiga stenar ligger an mot rören skapas punkttryck som kan ge<br />
intrycksdeformationer. Nilsson 2002 och Nilsson 2000 undersöker stenintryckningar<br />
och dess effekter med experiment och beräkningar. Enligt försök i Molin et al 1997 där<br />
rör med olika kringfyllning utsattes för statiska jordlaster, trafiklaster och axiella<br />
förskjutningar ledde stenintryckningar inte till brott i mantelröret. För PUR-isoleringen<br />
kan det dock leda till belastningar över brottgränsen, vilket dock är lokalt och påverkar<br />
23
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
24<br />
inte rörets funktion i stort. Skjuvhållfastheten försämrades i vissa fall, vilket ledde till<br />
brott mellan PUR-isolering och mantelrör. Resultaten från försöken visar att det inte<br />
innebär någon risk på kort sikt att kringfylla med grovt material. Det är dock osäkert<br />
hur manteln klarar längre punktbelastningar och hur skarvarna reagerar vid förskjutningar<br />
i grovt återfyllningsmaterial.<br />
Molin et al ger rekommendationen att återfyllnad upp till 200 mm över rörhjässan görs<br />
med maximal kornstorlek på 20 mm, medan i Läggningsanvisningar rekommenderas<br />
max 16 mm. Båda rekommendationerna tillåter enstaka partiklar med största kornstorlek<br />
50 mm. Schmitt et al anser att standard generellt bör anpassas till Sveriges rekommendationer<br />
med 16 mm.<br />
Kringfyllnadsmaterialet måste packas för att undvika sättningar. Detta kan utföras<br />
mekaniskt, vilket kräver mycket manuell arbetstid med breda schakt eftersom arbetet<br />
måste utföras nere i schaktet. För att reducera schaktbredd och därmed kostnader kan<br />
de befintliga massorna återfyllas genom att materialet spolas ner med vatten. Denna<br />
teknik är enkel och billig, men lämpar sig dock inte för gator eftersom den ger låg<br />
packningsdensitet. Det finns en mer utvecklad metod där återfyllnadsmaterialet blandas<br />
med vatten och en liten mängd cement (Stabilized Sand Mixture), vilket ger tillräckligt<br />
hög packningsdensitet och friktionskoefficient enligt mätningar (Schmitt et al 1999).<br />
Genom att ”spola ner” återfyllnadsmaterialet med vatten schaktet minskas schaktbredden.<br />
Skarvar är fjärrvärmerörens känsligaste del (Nilsson 2002). I Bergström et al 2001<br />
undersöks ett antal olika skarvar med grovkorning kringfyllnad. Skarvens utformning<br />
visade sig vara avgörande för dess styrka. Elektrosvetsade skarvhylsor och till viss del<br />
skarvar med krymptätning klarar mycket grova kringfyllnadsmaterial, medan skjuthylseskarvar<br />
skadades av massorna. Om skjuthylseskarvarna däremot täcktes med<br />
polyetennät som skyddar mot punktbelastningar och med geotextil som hindrar små<br />
partiklar, förblir skarvarna oskadade. Dessa utvändiga skydd för skarvarna är billiga<br />
och enkla att installera (Nilsson 2002, Bergström et al 2002, Bergström et al 2001).<br />
Enligt tidigare diskussion kring kallförläggning bör kombinationen befintliga massor<br />
och kallförläggning undvikas i rörböjar.<br />
Slutsats: Återfyllnad bör ske med befintliga massor då småhus ansluts till fjärrvärme.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 3.5 Litteratur ”Återfyllnad”<br />
3.6 <strong>Fjärrvärme</strong>rör<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
G.Bergström, S.Nilsson, Täthet hos skarvar vid återfyllnad FoU 2001:58 2001<br />
S-E.Sällberg med befintliga massor<br />
G.Bergström, S.Nilsson, Utvändigt skydd hos FoU 2002:72 2002<br />
S-E.Sällberg fjärrvärmerörsskarvar<br />
M. Fröling Environmental and Thermal Dok avh, Inst. för 2002<br />
Performance of District kemisk miljöveten-<br />
Heating Pipes skap, Chalmers<br />
J.Molin, G.Bergström, Kulvertförläggning med FoU 1997:17 1997<br />
S.Nilsson befintliga massor<br />
S.Nilsson Durability of district heating Dok avh, Inst för 2002<br />
pipes Byggnadsfysik,<br />
Chalmers<br />
S.Nilsson On Stone Indentions in Lic avh, Inst för 2000<br />
District Heating Pipes Byggnadsfysik,<br />
Chalmers<br />
F.Schmitt, H-W.Hoffmann Reuse of excavated materials IEA 1999: T3.3 1999<br />
R.Sjöblom Användning av aska vid FoU 2003:84 2003<br />
förläggning av fjärrvärmeledningar<br />
- förstudie<br />
Det betonas av många att kostnaden för rörmaterial endast utgör en liten andel av den<br />
totala kostnaden för fjärrvärmeledningar, medan mark- och byggkostnader utgör en<br />
mycket stor andel, vilket diskuterades tidigare. För klena dimensioner (DN
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
26<br />
fördelar. Dessa rör är dock tyngre och kräver svetsning/lödning, men däremot undviks<br />
problemet med syrediffusion.<br />
Plaströr<br />
Flexibel fjärrvärmerör med medierör av plast utnyttjades i bla GRUDIS-systemen.<br />
Plaströrens lätta vikt, flexibilitet och långa längder medför avsevärd förenkling av<br />
läggningsteknik och därmed reducering av kostnader för mark och förläggningsarbete.<br />
Trots detta används plaströr mycket sällan idag, vilket kan ses i Larsson et al 2002 där<br />
endast 1 av 29 undersökta småhussystem anslutits med plaströr.<br />
Förklaringen till detta är antagligen att stor skepsis sedan plaströrens tidiga tid finns<br />
kvar. Plaströren är permeabla för diffusion av syre och vattenånga, vilket ledde till<br />
problem vid okritiska kopplingar. De är inte lika tåliga för höga temperaturer och tryck<br />
som övriga rör, vilket begränsar användningsområdet. Den maximalt tillåtna temperaturen<br />
är idag 80°C och tryck 6 bar enligt tekniska bestämmelser. Plaströr är även känsliga<br />
för UV-ljus och tål därmed inte solstrålning.<br />
Litteraturen betonar att plaströren har genomgått stor utveckling under 80- och 90talet.<br />
Stora studier har utförts bla för att undersöka syrediffusionen och utveckla en<br />
spärr. Minst permeabel för syrediffusion är metallfolie (Berglund 1984), som dock visat<br />
sig vara känslig för temperaturcykler. Dagens rör är utrustade med en film av<br />
Etylenylalkohol, EVOH (EVAL). I Walletun et al 1996 och Klöpsch et al 1999 presenteras<br />
en sammanställning av mätningar från Tyskland, Danmark och Sverige av PEX-rörs<br />
permeabilitet för syre. Mätningarna visar att EVAL-spärren reducerar syrediffusionen<br />
med ca 30-1000 ggr. En intakt syrespärr förlänger även plaströrens livstid. Det betonas<br />
dock att syrespärren inte är helt tät.<br />
Plaströrens stora fördelar betonas i litteraturen. Rören som rullas ut i långa längder<br />
kräver endast få ihopkopplingar, vilket görs med presskopplingar. Inget svets- eller<br />
monteringsarbete behöver därmed utföras i schaktet och mindre schaktmassor erhålls<br />
och det finns inget behov av svetsare eller rörläggare. Ingen hänsyn behöver tas till<br />
termisk expansion eftersom plasten tar upp expansionen med plastisk deformation.<br />
Detta gör dygnstaktsbyggnation möjlig (Klöpsch et al 1999). Plaströren väljs av ekonomiska<br />
skäl och Walletun et al 1996 anser att dess kostnadsreducerande egenskaper bör<br />
utnyttjas till fullo vid förläggning.<br />
I Walletun et al 1996 redovisas driftserfarenheter från plaströrsystem i Sverige, Norge,<br />
Danmark och Tyskland. Det presenteras enbart positiva och problemfria erfarenheter<br />
från samtliga system utom Växjö. Problemen i Växjö antas kunna härledas till en<br />
kombination av gamla ospärrade plaströr och tillsats av inhibitorer<br />
För att möjliggöra utnyttjandet av plaströr krävs vissa temperatur- och tryckförhållanden<br />
som kan erhållas genom olika systemlösningar som beskrivs i Walletun et<br />
al 1996, varav GRUDIS-kopplingen är ett alternativ.<br />
GRUDIS<br />
Grudis2-projektet bedrevs på 1980-talet med en omfattning på 9,2 miljoner för kunskapsinriktad<br />
forskning samt ytterligare direktanslag från Studsvik och statliga experimentbyggnadslån<br />
(Henriksson et al 1997). Dess syfte och mål var att utveckla ett kostnadseffektivt<br />
och driftsäkert koncept för distribution av fjärrvärme till värmeglesa områden.<br />
Projektet inriktades främst på att utveckla distributionsteknik för klena dimensioner och<br />
därigenom kunna reducera kostnader för mark- och förläggningsarbete.<br />
2 GRUpp central DIStribution
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Plastmediarör och dess flexibilitet ansågs ge möjlighet till sådana kostnadsreduceringar<br />
och plaströren var därmed ”utgångspunkten” i projektet.<br />
Projektet fokuserades på att undersöka och åtgärda plaströrens tidigare problem med<br />
syrediffusion och framtagning av systemlösning som är anpassad till plaströrsystemets<br />
förutsättningar. Det utarbetades kravspecifikationer och förslag till typprovningsprogram<br />
för ingående komponenter och även metoder för att utvärdera plaströrens<br />
långtidsegenskaper. Med utgångspunkt från plaströrsystemet undersöktes möjliga<br />
kopplingsprinciper. Grudis-kopplingen innebär central beredning av tappvarmvatten i<br />
gruppcentral där tappvattnet vidare fungerar som värmebärande medium i sekundärnätet.<br />
Lösningen blev en gruppcentral med undercentraler. Projektet var uppdelat i tre<br />
delar: inventering, laboratorieprov och fältprov i projektets experimentanläggningar i<br />
Hammarstrand, Vedevåg, Söderbärke och Kilslund. Persson 1985 sammanfattar de två<br />
första delarna av projektet. Blomquist et al 1987, som är en handbok för byggnation av<br />
Grudis-system, sammanfattar hela Grudis-projektet översiktligt. Persson 1988a) b) och<br />
1991 redovisar fältexperimenten i Hammarstrand respektive i Vedevåg och Söderbärke.<br />
Walletun 1996 sammanfattar anslutningen av området i Kilslund.<br />
Nya material<br />
I Ahlgren et al 1998 undersöker författarna genom litteraturstudie och branschundersökning<br />
möjligheten att ersätta ett eller flera av de material som idag används i<br />
fjärrvärmerör. Studien gav uppslaget att utnyttja återvunnet material såsom PETP både<br />
som isoleringsmaterial och mantel. Författarna anser att en intressant fortsättning är att<br />
utveckla rörsystem med mediarör, isolering och mantel i ett material.<br />
I Gudmunsson 2003c) beskrivs en helt ny utformning av fjärrvärmerör, EPS-PEXkulvert.<br />
PEX-medieröret träs i ett fyrkantigt isoleringsblock som är tillverkat av expanderad<br />
polystyren. Blocket läggs direkt i mark och täcks på ovansidan med en polyetenfolie.<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>ledningen har dels plaströrens fördelar med bla få kopplingar med<br />
presskopplingar, lätt vikt, snabb förläggning, kallförläggning osv. EPS-materialet har<br />
dessutom ytterligare fördelar såsom att skumningsmomentet försvinner och att materialet<br />
är lätt att hantera och bearbeta. Denna nya ledning har testats och utvärderats på en<br />
sträcka av 20 meter (Dy 32) i Landskrona. Vid jämförelse av kostnader för EPSkulverten<br />
och dess förläggning i områden utan marköverbyggnad med motsvarande för<br />
dubbelrör visar resultaten visar att kostnaden för inkopplad och återfylld EPS-kulvert är<br />
ca 555 kr/m (Dy 25-40), vilket jämförs med ca 680 kr/m för dubbelrör (Dy 20-32).<br />
Isoleringsmaterialet har aningen sämre lambda-värde än PUR-skum, men då isoleringens<br />
tjocklek är större på EPS-kulverten än på traditionella fjärrvärmerör har EPS-kulverten<br />
god värmeisoleringsförmåga då torra förhållanden råder. Författaren anser att såväl<br />
nybyggnation av villor som äldre villaområden är presumtiva marknader för EPSkulverten.<br />
Elgocell AB beskriver anslutning av ytterligare ett referensprojekt i Värnamo<br />
med fotografier.<br />
EPS-materialet skiljer sig från traditionellt mantelmaterial då det är genomsläppligt för<br />
vatten. I Nilsson et al 2003 utvärderades EPSPEX-kulvertens funktion och hållfasthet<br />
under ogynnsamma fuktförhållanden. Kulverten dränks och torkas ut i perioder för att<br />
mäta hur temperaturer förändras och beräkna värmeförluster under förloppet. Resultaten<br />
visar att värmeförlusterna ökar då den utsätts för vattendränkning, men att mekaniska<br />
egenskaper inte påverkas kritiskt. Författarna ifrågasätter om plastfolien som<br />
lägges ovanpå kulverten har en positiv effekt då den fördröjer uttorkningsförloppet.<br />
Slutsats: Förläggning av fjärrvärmerör med medierör av plast innebär reducerade<br />
kostnader, enligt bla Grudis-projektet. Trots detta används inte plaströrstekniken i<br />
nuläget.<br />
27
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
28<br />
Tabell 3.6 Litteratur ”<strong>Fjärrvärme</strong>rör”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
G.Berglund Inventering av metoder att sänka<br />
syre- och vatten-permeabiliteten<br />
hos plaströr<br />
BFR R155-1984 1984<br />
P-A.Blomquist, S.Persson, GRUDIS Gruppcentraldistri- BFR T2:1987 1987<br />
J.Ljungqvist, M.Ifwarson, bution Handbok för system-<br />
B.Oddving, T.Rundström och komponentutformning<br />
L-Å.Cronholm Jämförelser mellan skarvfri-och<br />
konventionell kulvertförläggning<br />
BFR R153:1984 1984<br />
Elgocell AB Hemsida www.elgocell.se 2003<br />
L.Eriksson, H.Zinko Plaströrskulvert för värme<br />
och varmvatten<br />
BFR T24:1993 1993<br />
T.Gudmunsson EPS-kulvert Utveckling,<br />
utförande och uppföljning<br />
FoU 2003.96 2003c)<br />
M.Henriksson, S.Werner <strong>Svensk</strong> statlig fjärrvärmeforskning<br />
1981-1996<br />
FoU 1997:13 1997<br />
M.Klöpsch, H.Steinmetz Plastic medium pipes for Euroheat & Power, 1996<br />
district heating networks nr 12-1996,<br />
s 730-736<br />
M.Klöpsch, H.Zinko Plastic Pipe Systems for DH,<br />
Handbook for Safe and<br />
Economic Application<br />
IEA 1999:T6 1999<br />
K.Larsson GRUDIS-systemet.<br />
Utvärdering Hammarstrand<br />
BFR R71:1990 1990<br />
S.Nilsson, S-E.Sällberg, EPSPEX-kulvert-Funktion under FoU 2003:97 2003<br />
G.Bergström och efter vattendränkning<br />
S.Persson Effektivare värmedistributionssystem<br />
för gruppcentraler<br />
Redovisning av etapp 1 och 2<br />
BFRR24:1985 1985<br />
S.Persson Flexibel plaströrskulvert,<br />
GRUDIS-anläggning Söderbärke<br />
BFR 1991:28 1991<br />
S.Persson Anläggnings- och driftresultat<br />
från GRUDIS-anläggning i<br />
Hammarstrand<br />
BFR R101:1988 1988a)<br />
S.Persson Anläggnings- och driftresultat<br />
från GRUDIS-anläggning i<br />
Hammarstrand<br />
BFR R102:1988 1988b)<br />
F.Schmitt, H-W.Hoffmann New Ways of Installing District<br />
Heating Pipes<br />
IEA1999:T3.2 1999<br />
H.Schwarz Flexible und alternative Euroheat & Power 1996<br />
Verlegesysteme 1-2-1996, s 32-37<br />
H.Walletun, J-E.Dahlström Småskaligt uppvärmningssystem<br />
med plaströrskulvert i Kilslund<br />
BFR A12:1996 1996<br />
H.Walletun, H.Zinko Medierör av plast i<br />
fjärrvärmesystem<br />
FoU 1996:8 1996<br />
H.Zinko, G.Bergström, Fuktdiffusion i plaströrsystem FoU 2002:73 2002<br />
S.Nilsson, U.Jarfelt
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
3.7 Primär- eller sekundäranslutning?<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Då fjärrvärmenätet separeras från ett sekundärt nät i en områdescentral såsom i<br />
GRUDIS, finns det möjlighet att välja lägre temperatur- och tryckförhållanden i det<br />
sekundära nätet än i primärnätet. Detta gör det möjligt att välja alternativ teknik som<br />
reducerar förläggningskostnader i sekundärnätet, såsom plaströr. Det har tidigare<br />
ansetts alltför kostsamt att ansluta ett småhus med primäranslutning pga stora kostnader<br />
för bla markarbete och svets- och montagearbete. Nu finns dock möjligheten att<br />
använda dubbelrör och/eller flexibla rör som reducerar kostnaderna. I Isaksson et al<br />
1984 är en stor andel av de undersökta småhusområdena sekundäranslutna, medan i<br />
Larsson et al 2002 är 28 av 29 områden är primäranslutna.<br />
I sekundäranslutna system sker värmeutbytet mellan det primära fjärrvärmevattnet och<br />
sekundärnätet i en primär fjärrvärmecentral och vidare värmeutbytet mellan sekundärnätet<br />
och radiatorsystemet i en sekundär fjärrvärmecentral, även kallad undercentral.<br />
Det sista värmeväxlarsteget kan även utföras av en shuntgrupp, sk Årstakoppling<br />
(Eriksson et al 2002).<br />
Vid sammankoppling av rörnät kan tryckväxlare utnyttjas för att integrera system med<br />
olika tryck. På detta sätt undviks de temperaturförluster som skulle ha erhållits med<br />
värmeväxlare. Tryckväxlarens säkerhetsmässiga egenskaper undersöks med simuleringar<br />
i Gustafsson et al 1996. I Olsson 1997 och 2001 undersöks konceptet med tryckväxlare<br />
istället för primär fjärrvärmecentral. Olsson beskriver grundläggande egenskaper hos de<br />
ingående delarna i systemet och jämför med mer traditionella lösningar. Avhandlingen<br />
fokuserar främst på kundens komfort och radiatorkretsen, men även på andra effekter<br />
av konceptet i systemet såsom värmeförluster. Genom simulering och jämförelse av sju<br />
olika lösningar konstaterar Olsson att det nya konceptet med strålpump, tryckväxlare<br />
och framledningstemperatur för radiatorkrets som är vald för lågflöde, ger de lägsta<br />
returtemperaturerna, de lägsta flödena i huvudnätet och de lägsta värmeförlusterna både<br />
i det lokala- och huvudnätet. För att kontrollera om radiatorkrets som drivs av<br />
strålpump fungerar utfördes fältförsök vid anläggning i Stallbacka.<br />
Eriksson et al 2002 redovisar data från olika sekundäranslutna system och diskuterar<br />
kring olika möjliga förbättrande åtgärder i befintliga sekundärnät. Rapporten sammanfattar<br />
olika system- och kopplingslösningar och avses vara en guide och referenstext<br />
inom området för sekundärnät.<br />
I FVF 1998 görs en ekonomisk jämförelse för anslutning av Munksundet, Enköping,<br />
mellan tre alternativa systemlösningar: primäranslutning med dubbelrör/stålflex,<br />
sekundäranslutning med PEX 2-rörssystem och sekundäranslutning med PEX Quattro<br />
4-rörssystem. Vid valet av fyrrörssystem sker tappvarmvattenberedningen centralt, vilket<br />
har följande konsekvenser: lägre kostnader för husinterna installationer, dyrare<br />
distributionsledningar, lägre temperaturnivå möjlig på årsbasis. Undersökningen i FVF<br />
1998 omfattar kostnader för distributionsledningar och fjärrvärmecentral respektive<br />
gruppcentral. För ett typområde med 44 småhus och anslutningsgrad på 80% är fyrrörssystem<br />
i plast ca 20% billigare än stålrörssystem, enligt figur 3.7. Kostnadsbilden<br />
ser mycket varierande ut beroende på vilken anslutningsgrad som erhålls, vilket kan ses i<br />
figur 3.7.<br />
29
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
30<br />
kkr/småhus<br />
75<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
Figur 3.7<br />
Stål<br />
Pex 2-rör<br />
Pex Quattro<br />
Alt.1 Pex Quattro<br />
Alt.2 Pex Quattro<br />
100% , 44 hus 90%, 39 hus 80%, 35 hus 70%, 30 hus 60%, 26 hus 50%, 22 hus<br />
Jämförelse av kostnader för anslutning av småhus med olika alternativ (FVF 1998)<br />
Som ses i figur 3.7 är sekundäranslutning med PEX ett möjligt alternativ vid hög<br />
anslutningsgrad, medan småhusen bör primäranslutas med dubbelrör och/eller flexrör<br />
vid låg eller osäker anslutningsgrad (FVF 1998). Resultaten överensstämmer med<br />
liknande studie på Kv. Järnbrottet i Göteborg som redovisas i <strong>Fjärrvärme</strong>byrån AB<br />
1999.<br />
Niespor 2002 redovisar en jämförelse av kostnader för anslutning av område med låg<br />
värmelast i Dresden. Jämförelsen görs för primäranslutning, sekundäranslutning och<br />
tryckhållning och spädmatning via det primära returflödet. Kostnadsjämförelsen visade<br />
att det uppstod en intressekonflikt mellan det mest kostnadseffektiva alternativet för<br />
kunder och fjärrvärmeföretaget, vilket resulterade i en kompromiss i sekundärnät.<br />
I Wolfsburg anslöts 1200 villor under 1980-81 med sekundäranslutning pga tryckförhållanden.<br />
Gewald 1982 konstaterar att totalkostnaderna blev lägre än om de<br />
primäranslutits. Författaren presenterar ett antal faktorer som påverkar val av<br />
anslutningsform, vilket även beskrivs i Gewald 1986.<br />
I <strong>Fjärrvärme</strong>byrån AB 2001 undersöks möjligheten att tillämpa isländsk modell med<br />
ettrörsystem för distribution av fjärrvärme i Göteborg. Analysen visar att då spillvärmen<br />
måste köpas för spillvärmepris är det svårt att finna lönsamhet i ettrörssystemet.<br />
Slutsats: Sekundäranslutning med fyrrörssystem är ett billigt alternativ, särskilt vid hög<br />
anslutningsgrad, som trots detta inte utnyttjas i nuläget.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 3.7 Litteratur ”Primär-eller sekundäranslutning?”<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
P-A.Blomquist, S.Persson, GRUDIS Gruppcentraldistri- BFR T2:1987 1987<br />
J.Ljungqvist, M.Ifwarson, bution Handbok för system-<br />
B.Oddving, T.Rundström och komponentutformning<br />
L.Eriksson, H.Walletun Förbättring av fjärrvärmecentraler<br />
med sekundärnät<br />
FoU 1999:37 1999<br />
L.Eriksson, S.Petersson, Förbättringspotential i FoU 2002:78 2002<br />
H.Walletun sekundärnät<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>byrån AB Primär kontra sekundär Göteborg Januari<br />
fjärrvärmeanslutning av<br />
småhus Kv. Järnbrott, Göteborg<br />
Energi AB 1999<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>byrån AB Studie avseende ettrörsystem Göteborg 11 januari<br />
i spillvärmeapplikation Energi AB 2000<br />
FVF <strong>Fjärrvärme</strong> till småhus<br />
Primär eller sekundäranslutning<br />
FVF 1998:9 1998<br />
VG.Gewald Is district-heating supply to Fernwärme 1982<br />
single family houses via International,<br />
secondary networks logical? nr 4 –1982,<br />
s 262-266<br />
VG.Gewald Priceworthy house Fernwärme 1986<br />
connection technology today International,<br />
nr 4 –1986,<br />
s 270-274<br />
T.Isaksson, H.Nordström <strong>Fjärrvärme</strong> i småhusområden<br />
Mätning av värmeförluster,<br />
bestämning av mätfel samt<br />
undersökning av sammanlagrin<br />
BFR R47:1984 1984<br />
L.Larsson, S.Andersson,<br />
S.Werner<br />
Nuläge värmegles fjärrvärme FoU 2002:74 2002<br />
R.Niespor Fernwärme-Erschließung bei Euroheat & Power, 2002<br />
geringer Wärmelast nr 10 -2002,<br />
(District Heat Supply in areas<br />
with low Heat Density)<br />
s 48-53<br />
L.C.Olsson <strong>Fjärrvärme</strong>anslutning av lokala Lic Avh, Inst för 1997<br />
fjärrvärmesystem termo och fluiddynamik,<br />
Chalmers<br />
L.C.Olsson Lokala <strong>Fjärrvärme</strong>system Dok Avh, Inst för<br />
termo och fluiddynamik,<br />
Chalmers<br />
2001<br />
31
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
32<br />
4. <strong>Fjärrvärme</strong>central i småhus<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>centralens uppgift är att överföra värme från primärvattnet till kundens<br />
värmesystem. Värmeöverföringen ska ske så att hög prestanda bibehålls vid leveransen<br />
av värme och varmvatten oavsett påverkan. En fjärrvärmecentral anses vara robust då<br />
prestandan är hög med avseende på avkylning, lastföljsamhet och tillgänglighet<br />
(Gummérus 1999). I Frederiksen et al 1993 kompletteras dessa faktorer med kravet att<br />
investerings- och underhållskostnader ska minimeras.<br />
Avkylningen är beroende av en mängd faktorer, bla kopplingsprincip, vilket har studerats<br />
ingående av forskare och presenteras i kap 4.1. Lastföljsamheten och därmed<br />
konsumentens komfort är bla beroende av tappvarmvattenreglering, där tillgängligt<br />
material presenteras i kap 4.2. Konvertering av direktelvärmda småhus är en del i<br />
”Värmegles fjärrvärme”, då expansionen inte endast görs i nybyggda områden, se kap<br />
4.3. I kap 4.4 diskuteras en av projektet ”Värmegles <strong>Fjärrvärme</strong>s” visioner: att all<br />
användning av värme i småhuset ska kunna tillgodoses med fjärrvärme.<br />
4.1 Kopplingsprincip<br />
Det konstaterades genom undersökning av en stor mängd fjärrvärmecentraler i Winberg<br />
et al 1987 att avkylningen i fjärrvärmecentraler inte är maximal. Studien visade även att<br />
bristen inte kan hänföras till storlek, kategori eller ålder och att möjliga individuella<br />
orsaker till dålig avkylning bör undersökas (Winberg et al 1987). Ämnet har sedan varit<br />
föremål för ett flertal studier främst för >50kW med mätningar och simuleringar för att<br />
klargöra möjliga orsaker och åtgärder. Det konstateras dock generellt att fjärrvärmecentraler<br />
har en relativt god funktion.<br />
Enligt studie av årsmedelavkylning av primärvattnet för olika stora leverenspunkten i tre<br />
svenska fjärrvärmesystem av Werner 2003 enligt figur 4.1 nedan dras slutsatsen att<br />
avkylningen är sämre för små värmebehov än stora, vilket enligt Werner kan hänföras<br />
till sämre fungerande fjärrvärmecentraler och större värmeförluster i framledningen.<br />
°C<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Figur 4.1<br />
Årsmedelavkylning av fjärrvärmevatten för stora och små leveranspunkter i tre<br />
svenska fjärrvärmesystem<br />
Leveranser större än 60<br />
MWh/år<br />
Leveranser mindre än 60<br />
MWh/år<br />
Årsmedelavkylning av fjärrvärmevatten för olika stora leverenspunkter (Werner 2003)<br />
Alla leveranser
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Råberger et al 1994 studerar prestanda och möjligheter till förbättring för fjärrvärmecentraler<br />
till småhus (
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
34<br />
Tabell 4.1 Litteratur ”Kopplingsprincip”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
S.Frederiksen, S.Werner <strong>Fjärrvärme</strong>-Teori, teknik och<br />
funktion<br />
Studentlitteratur 1993<br />
P.Gummérus, S.Petersson Robust fjärrvärmecentral Rapport A 99-223<br />
Projektnr P1442-1<br />
Inst för Energiteknik,<br />
Chalmers<br />
1999<br />
L.Råberger, P.Gummérus, Prestandabestämning och Värmeforskrapport 1994<br />
H.Walletun förbättring av abonnentcentraler<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
I genomströmningsberedare måste primärflödet justeras i varje fall för att tappvarmvattnet<br />
ska hålla rätt temperatur, vilket är en svår uppgift bla eftersom stora och snabba<br />
belastningsvariationer kan förekomma (Persson 2002). Wollerstrand 1993 och Persson<br />
2002 studerar reglering av tappvarmvattenberedare med Danfoss’ självverkande AVTQ<br />
ventil, som beskrivs av Wollerstrand. I samma rapport utvecklas en dynamisk<br />
simuleringsmodell för ett system med genomströmningsberedare, plattvärmeväxlare och<br />
AVTQ ventil. Modellen visar sig överensstämma väl med verkligheten. Wollerstrand<br />
1993 och 1997 diskuterar för- och nackdelar med AVTQ-ventilen och föreslår förbättrande<br />
åtgärder. Råberger et al 1994 konstaterar att AVTQ-ventilen fungerar tillfredsställande<br />
för parallellkopplad anläggning, förutom för små tappflöden vintertid då kraftiga<br />
överpendlingar i tappvarmvattentemperatur kan förekomma.<br />
Persson 2002 simulerar reglering med dels självverkande AVTQ- och PM-ventiler samt<br />
PID-regulator och utnyttjar mätdata från SP:s P-märkning av fjärrvärmecentraler till<br />
småhus. Ur resultaten dras slutsatserna att: Regleringen påverkas inte av ventilauktoritetens<br />
storlek så länge den är större än 0.5. Röret mellan fjärrvärmecentralen<br />
dämpar vid snabba fluktuationer toppar och dalar i temperaturvariationen hos tappvarmvattnet.<br />
PID-regulatorn ger mindre variation i tappvarmvattentemperatur då<br />
tappflödet varieras än de självverkande ventilerna. PID-regulatorn ger dock långsammare<br />
reglering och dalar/toppar blir större vid snabba förändringar av tappflödet.<br />
Genom att koppla in en differenstrycksregulator vid reglering med självverkande<br />
ventil reduceras temperaturvariationerna. Persson 2002 visar genom beräkningar att<br />
teoretisk styrning av tappvarmvattentemperaturen fungerar mycket bra, vilket tyder på<br />
att god styrning är möjlig med rätt utformning.<br />
Persson 2002 är uppdelad i två rapporter där den andra delen fokuserar på hur tillräckligt<br />
hög nivå på tappvarmvattnet kan säkerställas under sommaren genom införandet av<br />
en termostatisk ventil i systemet, vilket även diskuteras i kommande kap.5.3.<br />
Simuleringarna visar att då det placeras en termostatisk ventil antingen i periferin eller i<br />
varje fjärrvärmecentral höjs temperaturen på framledningen och det finns ett optimalt<br />
börvärde då värmeförlusterna för systemet är minimerade. Då servisledningarna inte är<br />
alltför långa kan kvaliteten upprätthållas med hjälp av en ventil i periferin, medan det<br />
annars krävs en termostatisk ventil i varje fjärrvärmecentral. Typen av varmvattenregulator<br />
verkar inte påverka börvärdet för ventilen, medan typen av tomgångsfunktion<br />
har stor inverkan på systemet. Persson 2002 föreslår vidare studier på innovativa<br />
lösningar på problemet med tappvarmvattenkvalitet såsom cirkulation av primärvattnet<br />
i framledningen i ett klent rör, fyrrörssystem samt lösningar med ackumulatortank.<br />
Slutsats: Det är problem att upprätthålla korrekt temperatur på tappvarmvattnet i<br />
småhusområden under sommaren. Temperaturen ska kvalitetssäkras med någon åtgärd.<br />
35
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
36<br />
Tabell 4.2 Litteratur ”Tappvarmvattenreglering”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
P.Gummérus Analys av okonventionella Rapport A 92-201, 1992<br />
abonnentcentraler i fjärrvärmes- Inst för Energisystem<br />
teknik, Avd för<br />
Energiomvandling,<br />
Chalmers<br />
P.Gummérus, S.Petersson Robust fjärrvärmecentral Rapport A 99-223<br />
Projektnr P1442-1<br />
Inst för EnergiteknikChalmers<br />
1999<br />
T.Persson Tappvarmvattenreglering i fjärr- Lic avh, Inst för 2002<br />
värmecentraler för småhus värme- och kraftteknik,Energihushållning,<br />
LTH<br />
L.Råberger, P.Gummérus, Prestandabestämning och Värmeforskrapport 1994<br />
H.Walletun förbättring av abonnentcentraler<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
4.3 Konvertering från direktelvärme<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Konvertering av direktelvärmda hus till fjärrvärme är ett sätt att minska Sveriges<br />
elberoende. Ett starkt argument för konvertering av ett direktelvärmt hus till fjärrvärme<br />
är att småhusägaren sedan har möjlighet att välja även andra uppvärmningsformer,<br />
vilket inte är möjligt utan vattenburet system (Lindroth 1998). Potentialen för konvertering<br />
av elvärmda hus i svenska tätortsområden var 1993 ca 9 TWh enligt FVF 1996.<br />
Konvertering av direktelvärmda hus i äldre område där uppvärmningsalternativen<br />
varierar kan vara ett sätt att höja anslutningsgraden och på så sätt reducera anslutningskostnaden<br />
per småhus.<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>föreningen utlyste en teknikupphandlingstävling för att undersöka marknaden<br />
för konvertering. Uppdraget var att på billigaste sätt med den senaste tekniken förse<br />
fyra separata småhusområden med fjärrvärme (FVF1996). Ur projektet drogs slutsatser<br />
kring frågeställningar såsom:<br />
Hur konverteras småhus på enklast och billigaste sätt?<br />
Vad kostar det att konvertera ett direktelvärmt småhus till fjärrvärme?<br />
Vilken är potentialen för vidare konvertering av småhus?<br />
Hur upplever småhusägarna konverteringen före och efter konverteringen?<br />
De segrande anbuden finns väldokumenterade med avseende på teknik och ekonomi i<br />
FVF 1996 och utvärderade i Statens Energimyndighet 1998. I Häljarp, Landskrona<br />
projekterade ÅF-energikonsult en systemlösning för 108 radhus med en sk fjärrvärmekombi<br />
där möjligheten att utnyttja oprioriterade elradiatorer samt elberedare för produktion<br />
av tappvarmvatten under låglastperioder behölls, se figur 4.2 nedan. Under<br />
övriga perioder laddas beredaren med fjärrvärme för att vidare gå ut i det vattenburna<br />
systemet som täcker 70 % av värmebehovet. Under långvariga kalla vinterperioder kan<br />
dock fjärrvärmen och vara otillräcklig under höglastperioder (FVF 1996). I Närvärme<br />
Häljarp redovisas en enkätundersökning som gjorts för att undersöka de boendes<br />
Figur 4.2.<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>kombisystem i Häljarp<br />
Termostatventil<br />
Nytt radiatorsystem<br />
Energimätare<br />
Fjärravläsning<br />
Integrationsverk<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>nät<br />
VVX<br />
Befintliga elradiatorer oprioriterade<br />
Befintlig varmvattenberedare<br />
Kallvatten<br />
Termostatventil med<br />
yttre känselkropp<br />
Differenstrycksregulator<br />
37
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
38<br />
synpunkter före och efter konverteringen. En mycket stor andel ansåg att värmekomforten<br />
före konverteringen var bristfällig, medan däremot efter konverteringen ansåg<br />
91% att värmekomforten var bra och 78% att de inte upplevt någon komfortsänkning<br />
med bortkopplade oprioriterade radiatorer under höglastperiod.<br />
I Munksundet, Enköping utarbetade BPA VVS, FVB AB och Wirsbo ett koncept för<br />
konvertering av 44 småhus. Detta alternativ är däremot en fullständig konvertering med<br />
separerat sekundärnät. Genom att utnyttja kamförläggning av flexibel plastkulvert i<br />
sekundärnätet reduceras kostnaderna. Tidsåtgången för att konvertera ett hus var två<br />
arbetsdagar för tre man per fastighet. Tidsåtgången påverkades av att arbetet skulle<br />
utföras i möblerade rum.<br />
Kostnader för radiatorer är en mycket stor andel av totalkostnaden. Genom att behålla<br />
oprioriterade radiatorer såsom i Häljarp reduceras kostnaderna. Det finns även möjlighet<br />
att reducera antalet radiatorer med hjälp av luftburen värmedistribution, vilket<br />
beskrivs i Kellner et al 1988 samt Sandberg 2002.<br />
Vid utvärderingen i Statens Energimyndighet 1998 konstaterades att även om ett småhusområde<br />
kan tyckas vara homogent är varje småhus speciellt, vilket medför att det är<br />
svårt att uppnå massproduktionseffekt på konverteringsarbeten. Kostnaderna för<br />
fastighetsägaren för konverteringen blev 75 400 kr inkl moms i Enköping och 51 250 kr<br />
inkl moms i Landskrona. Totalkostnaden då även anslutning till nätet inkluderades var<br />
ca 100 000 kr i Enköping (Lindroth 1998) och 92 000 kr i Landskrona (STEM 1998).<br />
Trots innovativa anbud konstateras det i Statens Energimyndighet 1998 att det krävs<br />
”..förbättrade metoder och/eller annat materialval som medför sänkta kostnader..” för<br />
att en konvertering ska vara lönsam. Totalkostnaden var alltför hög och bör halveras för<br />
att ska det bli lönsamt att konvertera utan bidrag (Lindroth 1998). Det billigaste alternativet<br />
för konvertering av det husinterna systemet är om småhusägaren kan utföra<br />
arbetet själv. Detta kräver dock kunskap och tid, vilket kan vara orealistiskt<br />
(Karlsson 1999).<br />
Danmark har enligt FVF 1996 lyckats pressa priserna för konvertering genom enkel och<br />
anpassad teknik. Även i Danmark bekostar värmekunden konverteringen av det<br />
husinterna systemet, som tar ca 2.5 dagar för två personer. Det redovisas en totalsumma<br />
på ca 40 000 Dkr exkl moms/småhus (exkl anslutningsavgift samt servisledning).
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 4.4 Litteratur ”Konvertering”<br />
4.4 Ökat värmeunderlag<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
FVF Konvertering till fjärrvärme FVF 1996:17 1996<br />
S.Jungtén, M.Renås Konvertering av befintligt elupp- Ex-arbete, Inst. för<br />
värmt småhusområde till maskinteknik, 1997<br />
fjärrvärme Ingenjörs- och<br />
sjöbefälsskolan,<br />
Chalmers<br />
P.Karlsson Konvertering av småhus med Ex-arbete, Inst. för 1999<br />
direktel till ett fjärrvärmenät maskinteknik, Avd<br />
för Energiteknik,<br />
LTU<br />
J.Kellner, R.Nilsson, Konvertering av direktel-värmda BFR R81:1988 1988<br />
G.R.Wikander småhus till fjärrvärme<br />
C.Lindroth District heating in small single Euroheat & Power, 1998<br />
family houses-No way or the<br />
new way!?<br />
nr 10 -1998, s 12-15<br />
M.Sandberg Konvertering av direktel-värmda Föredrag vid FVF 2002<br />
småhus Småhusdagar,<br />
Södertälje, 2002<br />
Statens Energimyndighet Utvärdering av demonstrationsanläggningar<br />
avseende konvertering<br />
av direktelvärmda småhus<br />
till fjärrvärme<br />
ER 3:1998 1998<br />
Tekniska verken Landskrona, Närvärme i Häljarp Erhålls från 1998<br />
ÅF-energikonsult Tekniska Verken i<br />
Landskrona<br />
Genom att utnyttja fjärrvärme som värme i ytterligare funktioner i småhus utökas<br />
värmeunderlaget samtidigt som kunden får ett mervärde. <strong>Fjärrvärme</strong>företag som idag<br />
kombinerar fjärrvärmeanslutning med erbjudande om bredbandsanslutning erfar att<br />
mervärdet ger högre anslutningsgrad, vilket reducerar anslutningskostnaderna per<br />
småhus. Det skulle även kunna medföra positiva effekter för varumärket ”fjärrvärme”<br />
om fjärrvärmen ger ytterligare möjlighet till reduktion av elbehovet.<br />
I Andersson et al 1999 beskrivs tvättstugan vara det mest intressanta området för<br />
konvertering till fjärrvärme. I projektet ”Ökat värmeunderlag i fjärrvärmda byggnader,<br />
tvätta och torka med fjärrvärme” konverterades ett elvärmt torkrum i Malmö och ett<br />
torkskåp i Göteborg för att utnyttja fjärrvärme. Efter provtorkning dras slutsatsen att<br />
funktionen är likvärdig för fjärrvärmevärmda och elvärmda torkar. Författarna beskriver<br />
konverteringen av torkskåp som svårare än konvertering av torkrum. För torkskåp<br />
såväl som torkrum krävs serietillverkning av torkaggregaten för att kunna konkurrera<br />
med eldrivna torkar med hänsyn till tillverkningskostnader. Installationskostnaderna<br />
påverkas i hög grad av hur torkanläggningen ligger i förhållande till fjärrvärmecentralen.<br />
39
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
40<br />
I Zegers et al 2000 görs en fältstudie där tvättmaskin och torktumlare som utnyttjar<br />
fjärrvärme installeras i 11 hushåll. Studien beräknar energiförbrukning och utvärderar<br />
maskinernas funktion. Samtliga användarna ansåg att tvättmaskinen fungerade mycket<br />
bra, medan omdömet varierade för torktumlaren. Många stördes av torktumlarens höga<br />
ljudnivå. Författarna konstaterar vidare att värmematade maskiner leder till avsevärd<br />
reducering av utnyttjande av primär energi. Andersson et al 1999 ger förslag på ytterligare<br />
möjligheter att utnyttja fjärrvärme såsom värmning av vattnet till tvättmaskinen,<br />
produktion av kyla och markvärme.<br />
Tabell 4.5 Litteratur ”Ökat värmeunderlag”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
H.Andersson, J.Ahlgren Torkning av tvätt i fastighetstvättstugor<br />
med fjärrvärme<br />
FOU 1999:11 1999<br />
T.Fawcett, K.Lane, Lower Carbon Futures, Cadance Energy and Environ- feb 200<br />
B.Boardman, et al Appendix K Field test of heat-fed ment Programme,<br />
F.T.S.Zegers, E.C.Molenbroek washing machines and tumble Environmental<br />
dryers Change Institute,<br />
University of<br />
Oxford, UK<br />
EnergiNed/Novem/<br />
Gasunie, C adence<br />
E4002/E4068
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
5. Värmeförluster<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Stora relativa distributionsförluster i värmeglesa områden har historiskt varit ett starkt<br />
argument mot expansion av fjärrvärme i småhusområden. Det har främst varit ekonomiska<br />
aspekter som varit i fokus, men även miljömässiga effekter. Inom värmeglesa<br />
områden finns det även en kvalitetsaspekt då värmeförluster medför problem med<br />
alltför låg tappvarmvattentemperatur under sommarperioden.<br />
Värmeförluster vid distribution av fjärrvärme är ett välbelyst område. Det har gjorts<br />
stora forskningsinsatser och det finns mycket publicerad litteratur inom området. Få<br />
författare fokuserar sig enbart på småhus. Den stora mängden litteratur är mer generell,<br />
men naturligtvis tillämpbar för värmegles fjärrvärme. Frågeställningar som behandlas i<br />
litteraturen är bla värmeförlusternas storlek, dess effekter och möjliga åtgärder för att<br />
minimera förlusterna som behandlas i kap 5.1 - 5.3.<br />
5.1 Värmeförlusternas storlek<br />
Det har gjorts stora insatser för att utveckla modeller och verktyg för att kunna beräkna<br />
värmeförlusternas storlek i bla Wallentén 1991, Werner 1982a), b).<br />
I Jarfelt 1986 utvecklades en testutrustning för bestämning av värmeförluster i<br />
fjärrvärmerör. <strong>Fjärrvärme</strong>rörens isoleringsförmåga försämras med tiden pga diffusion,<br />
och därmed ökas värmeförlusterna, vilket studeras i Jarfelt 1986, 1997, 2002a),b),<br />
Jarfelt et al 1998, Swanström 1997, Olsson 2001 och Mangs 2002. Under fjärrvärmerörets<br />
livstid, 50 år, kan ökningen av värmekonduktiviteten pga diffusion uppgå till ca<br />
30-35 %.<br />
I Isaksson et al 1984 redovisas uppmätta värden på värmeförluster från fördelnings- och<br />
servisledningar i elva småhusområden, (se fig 5.1 Värmeförluster i Småhusområden,<br />
område 1-11). Förlusterna varierar mellan 6 och 31 % i dessa områden. I Larsson et al<br />
2002 beräknas värmeförluster för 27 områden, där förlusterna varierar mellan 10 och<br />
45 % (se fig 5.1 Värmeförluster i Småhusområden, område 13-39).<br />
Värmeförlust %<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Figur 5.1.<br />
Värmeförlust i småhusområden<br />
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39<br />
Område<br />
Värmeförlust i småhusområden. Område 1-11 från Isaksson 1984 där lila färg representerar lägsta och röd färg<br />
högsta uppmätta värde. Område 13-39 från Larsson et al 2002.<br />
41
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
42<br />
I småhusområden är dock de relativa förlusterna avsevärt högre under sommaren än det<br />
ovan visade årliga medelvärdet. Med en årlig förlust på 15 % är en relativ förlust under<br />
sommaren på 45 % trolig, varav två tredjedelar av förlusterna kan hänföras till framledningen.<br />
Detta resulterar i en framtemperatur i periferin som är lägre än uppsatt krav<br />
(Werner 1997).<br />
Slutsats: Värmeförlusterna är stora i småhusområden. Förlusterna är störst under<br />
sommaren.<br />
5.2 Effekter av värmeförluster<br />
Som nämndes tidigare har värmeförluster i småhusområden effekter på fjärrvärmens<br />
ekonomiska, miljömässiga och kvalitetsmässiga förutsättningar.<br />
Både den ekonomiska och miljömässiga ”kostnaden” för distributionsförluster är<br />
beroende av andelen förluster och produktionsförutsättningarna för att kompensera<br />
förlusterna. Den ekonomiska kostnaden för ytterligare produktion beräknas enligt<br />
ekvation (1).<br />
Ekvation (1)<br />
k df =<br />
q df<br />
1 – q df<br />
.<br />
k q<br />
där q df = andel värmeförluster<br />
k q = marginalkostnad för värmeproduktion [kr/kWh]<br />
Ett fjärrvärmerörs i särklass största miljöbelastning kan hänföras till dess värmeförluster<br />
under drift (Fröling 2002). Vid ökad användning av spillvärme minskas både den<br />
ekonomiska marginalkostnaden och miljömässiga påverkan.<br />
Problemet med upprätthållande av tappvarmvattenkvaliteten under sommaren i småhus<br />
är dock av en annan karaktär. Det är av stor vikt för småhuskundens syn på<br />
fjärrvärmens kvalitet att tappvarmvattentemperatur håller tillräcklig nivå, vilket annars<br />
kan verka negativt för fjärrvärmens varumärke. Persson 2002 diskuterar kring<br />
Boverkets regler för tappvarmvattentemperatur och Legionella.<br />
5.3 Reducering av värmeförluster<br />
De fyra faktorer som bestämmer storleken på de årliga distributionsförlusterna är:<br />
isoleringsgrad, ledningens dimension, temperaturnivå och linjetäthet (Werner 1982).<br />
Småhusområden med linjetäthet 0,5 – 2 MWh/m är beroende av en fördelaktig kombination<br />
av övriga tre parametrar för att minimera värmeförlusterna.<br />
Genom att välja dubbelrör istället för enkelrör ökas isoleringsförmågan och därmed<br />
reduceras förlusterna avsevärt, se tabell 5.1, vilket visas i Jonsson 2001 och Jarfelt<br />
2002b samt Dahm 1999. Dubbelrör har ytterligare positiva effekter såsom tex reducerade<br />
schaktmängder, vilket diskuterades i kap 3. Modifieras dubbelrörens geometri till<br />
elliptisk eller oval reduceras värmeflödet ytterligare en aning (Jonsson 2001).<br />
Med beräkningsprogrammet Eko-Dim, som beskrivs i Jarfelt 2002a kan optimal<br />
isoleringstjocklek bestämmas för aktuellt fall. Programmet beräknar värmeförluster och<br />
gör en ekonomisk rapport med hjälp av indata från användaren. <strong>Fjärrvärme</strong>rörs isoleringsförmåga<br />
försämras med tiden pga diffusion av isolergaser och luft, vilket Eko-Dim<br />
beaktar i beräkningarna.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 5.1 3 .<br />
Reduktion av totalt värmeflöde genom att utnyttja dubbelrör istället för enkelrör (Jonsson 2001)<br />
Rördimension Enkelrör i serie 2 till dubbel i serie 1<br />
DN 25 24,0 %<br />
DN 32 23,8 %<br />
DN 40 18,6 %<br />
DN 50 29,2 %<br />
DN 65 24,2 %<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Den stora reduceringen av det totala värmeflödet vid jämförelse av dubbelrör med<br />
enkelrör är främst minskning av förlusterna från returledningen (Jonsson 2001). Problemet<br />
med upprätthållande av tappvarmvattentemperatur under sommarperioden i<br />
värmeglesa områden beror dock av framledningens förluster. Genom att utnyttja<br />
tvillingrör istället för enkelrör reduceras returledningens förluster avsevärt, men problemet<br />
med tappvarmvattnets kvalitet påverkas marginellt (Werner et al 2002).<br />
Werner et al 2002 studerar möjliga lösningar för att upprätthålla acceptabel framtemperatur<br />
till kund. Låg framtemperatur ger även konsekvenser med dålig avkylning,<br />
vilket diskuterats tidigare. Dagens lösning med oreglerade eller termostatstyrda<br />
kortslutningsflöden beskrivs som kostsam. Författarna diskuterar bla kring: Högre<br />
framtemperatur på sommaren, Högre flöden genom reglerade och oreglerade<br />
kortslutningar med och utan VVC, Högre flöde genom separat återföring, Mindre yta<br />
genom större temperaturdifferens och Högre isoleringsmotstånd. Följande rekommendationer<br />
presenteras:<br />
• Använd stora skillnader mellan dimensionerande fram- och returtemperatur, och<br />
använd på så sätt klena rördimensioner, vilket ger mindre varma mantelytor.<br />
• Inför hårdare värmeväxlardimensionering för varmvatten.<br />
• Använd rör med serie 3 som isoleringsstandard.<br />
• Bygg inte in kortslutningar i system.<br />
• Utnyttja högre framtemperatur på sommaren.<br />
Persson 2002 studerar en lösning för att upprätthålla tapptemperaturen på sommaren,<br />
reglerad kortslutning med hjälp av termostatisk ventil. Han konstaterar genom simulering<br />
av olika system att det finns ett börvärde på termostatiska ventilen då värmeförlusterna<br />
minimeras och tappvarmvattenkvaliteten höjs. Även Werner et al 2002<br />
konstaterar att denna metod uppfyller kvalitetskrav.<br />
En lösning på problemet är att utnyttja 4-rörssystem där tappvarmvatten- och radiatorsystemet<br />
delas upp och de två rör som är kopplade till radiatordelen kan stängas av<br />
under sommaren, vilket leder till lägre värmeförluster under sommarperioden. Då<br />
lösningen med fyrrörssystem valts finns ytterligare ett val om det ska vara fyra enkelrör,<br />
två dubbelrör eller ett fyrrör. Då värmeförlusterna jämförs för fyrrörssystem och två<br />
dubbelrör erhölls ca 45% lägre värmeförluster för fyrrörssystemet 4 (FVF 2000). I FVF<br />
2000 poängteras vikten av att jämförelsen görs mellan olika rörsystem, men för samma<br />
övergripande systemförutsättningar. Dahm 2002 skapar en simuleringsmodell för att<br />
kunna studera och jämföra termiska egenskaper hos 2-rörssystem och 4-rörssystem. De<br />
termiska egenskaperna utvärderas för tre olika temperaturnivåer i systemet. Resultaten<br />
visar att fyrrörssystem medför aningen större värmeförluster än ett dubbelrör, vilket<br />
3<br />
Enligt Larsson et al 2002 utnyttjas DN 26-DN 65 för småhus, där serie 2 är dominerande för enkelrör.<br />
4<br />
60/40°C, omgiv.temp. 6°C.<br />
43
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
44<br />
även visats i FVF 2000, vilket dock inte alltid är en relevant jämförelse enligt tidigare<br />
diskussion.<br />
Dahm gör ekonomisk analys som visar att system med stor temperaturdifferens mellan<br />
fram- och returledning (80/40°C) ger lägre kostnader för överföringsytor och distributionssystem<br />
än system med mindre temperaturdifferens (55/40°C), vilket överensstämmer<br />
med rekommendationer från Werner 2002 ovan. 4-rörssystemet har enligt totalanalysen<br />
högre årliga kostnader än 2-rörssystemet för värmeglesa områden. I FVF 2000<br />
redovisas dock beräkningar som visar motsatsen.<br />
I Danmark studeras möjligheten att utnyttja ettrörssystem med pulserande matning av<br />
fjärrvärmevatten. Hammer 1998 beskriver erfarenheter från test av pulserande teknik.<br />
Det konstateras att värmeförlusterna reduceras med denna teknik eftersom klenare<br />
rördimensioner kan väljas. Det krävs dock ytterligare investeringar i lagringstank för<br />
varmvatten i varje hus och författaren summerar med att de reducerade värmeförlusterna<br />
ekonomiskt inte kompenserar investeringskostnaderna.<br />
Slutsatser: Dubbelrör ska utnyttjas vid anslutning av småhus eftersom värmeförlusterna<br />
reduceras avsevärt jämfört med enkelrör. Tappvarmvattentemperaturen kan kvalitetssäkras<br />
sommartid genom tex reglerad kortslutning sommartid med termostatisk ventil<br />
eller fyrrörssystem<br />
Tabell 5.2 Litteratur ”Värmeförluster”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
B.Bøhm Heat losses from buried district Dok avh, DTU, 1999<br />
heating pipes Danmark, Polyteknisk<br />
Press<br />
J.Dahm Small District Heating Systems Dok avh, Inst för<br />
installationsteknik,<br />
Chalmers<br />
1999<br />
M.Fröling Environmental and Thermal Dok avh, Inst för 2002<br />
Performance of District Hating Kemisk miljöveten-<br />
Pipes skap, Chalmers<br />
FVF Närvärme i Huaröd FVF 2000:10 2000<br />
F.Hammer Future of district heating as Euroheat & Power, 1998<br />
energy supply for low heating<br />
density areas<br />
nr 3 –1998, s 50-52<br />
T.Isaksson, H.Nordström <strong>Fjärrvärme</strong> i småhusområden<br />
Mätning av värmeförluster,<br />
bestämning av mätfel samt<br />
undersökning av sammanlagring<br />
BFR R47:1984 1984<br />
U.Jarfelt EkoDim – Beräkningsprogram<br />
Lönar det sig att isolera mera?<br />
FoU 2002:69 2002a)<br />
U.Jarfelt Jämförelse mellan dubbelrör och<br />
enkelrör Ackumulerade värmeförluster<br />
och miljöbelastning<br />
under 50 års tid<br />
FoU 2002:79 2002b)<br />
U.Jarfelt Utvärdering av fuktinträngning FoU 1997:16 1997<br />
och gasdiffusion hos gamla<br />
kulvertrör ”Hisings-Backa”
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
fortsättning, Tabell 5.2 Litteratur ”Värmeförluster”<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
U.Jarfelt Värmeförluster hos fjärrvärmerör. Dok avh, Avd för 1986<br />
Försöksutrustning och provnings- husbyggnadsteknik,<br />
resultat vid korttids- och<br />
långtidsförsök<br />
Chalmers<br />
U.Jarfelt, O.Ramnäs <strong>Fjärrvärme</strong>rörens isolertekniska<br />
långtidsegenskaper<br />
FOU 1998:24 1998<br />
E.Jonson Värmeförluster från fjärrvärmenät i Lic avh, Inst för 2001<br />
småhusområden - Inverkan av Värme- och kraftrör-geometri<br />
och dimension- teknik, avd för<br />
eringskriterier energihushållning,<br />
LTH<br />
L.Larsson, S.Andersson,<br />
S.Werner<br />
Nuläge värmegles fjärrvärme FOU 2002:74 2002<br />
S.Mangs HFC-365mfc and Cyclopenatene Lic avh, Avd för 2002<br />
as Blowing Agents in Polyure- Kemisk Miljövetenthane<br />
Insulation of District<br />
Heating Pipes<br />
skap, Chalmers<br />
M.Olsson Long-term thermal performance Dok avh, Inst för 2001<br />
of polyurethane insulated pipes Byggnadsfysik,<br />
Chalmers<br />
M. Swanström Blowing agents in polyurethane Dok avh, Avd för 1997<br />
foams Kemisk Miljövetenskap,<br />
Chalmers<br />
T.Persson Tappvarmvattenreglering i fjärr- Lic avh, Inst för 2002<br />
värmecentraler för småhus Energihushållning,<br />
Avd för Värme- och<br />
kraftteknik, LTH<br />
P.Wallentén Steady-state heat losses from Dok avh, Inst för 1991<br />
insulated pipes Byggnadsfysik, LTH<br />
S.Werner Annual heat losses in district Fernwärme Int- 1982a)<br />
heating networks ernational 11 (1982),<br />
s 413-416<br />
S.Werner <strong>Fjärrvärme</strong> till småhus Värmeförluster<br />
och distributionskostnader<br />
FVF 1997:11 1997<br />
S.Werner Värmeförluster vid fjärrvärmedistribution<br />
RapportA82-109 1982b)<br />
S.Werner, T.Sivertsson Framtemperatur vid värmegles<br />
fjärrvärme<br />
FoU 2002:65 2002<br />
45
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
46<br />
6. Värmemängdsmätning<br />
Korrekt värmemätning är av stor vikt för fjärrvärmeföretagen då mätningen direkt<br />
påverkar företagets resultat. Investeringskostnaden för en småhusmätare är ca 1500 kr,<br />
vilket utgör en liten andel av total anslutningskostnaden (Eliason 2003). Priset har<br />
reducerats på mätarna, vilket dock innebär risk för avkall på kvalitet. Då mätfel innebär<br />
stora kostnader för fjärrvärmeleverantörer, approximativt 170 MSEK per år för<br />
fjärrvärmeleverantörer i Sverige är det viktigt att eftersträva hög mätnogrannhet<br />
(Berrebi 2002).<br />
Apparaturen för värmemängdsmätning finns i fjärrvärmecentralen och består vanligen<br />
av två temperaturgivare, en flödesmätare och ett integreringsverk (Frederiksen et al<br />
1993). Mätonogrannheten beror av den sammanlagda noggrannheten av dessa delar<br />
samt av yttre störningar och installationseffekter. Flödesmätaren är den komponent som<br />
påverkar mätonogrannheten i högst grad (Wollerstrand 1999). Det är viktigast att<br />
noggrannheten är störst i det intervall där mätningarna oftast sker. I Wollerstrand 1999<br />
simuleras tappvarmvattenlast och radiatorlast för att utvärdera inverkan av val av<br />
flödesmätare för värmemätningens noggrannhet. Resultaten visar att för småhus är<br />
flöden relaterade till uppvärmning av storleksordningen 0.04-0.2 m 3 /h, medan tappvatten<br />
har flödestoppar upp till 1 m 3 /h. Detta ger ett relativt stort arbetsområde ca<br />
1:200 om alla flöden ska registreras. Wollerstrand visar även att möjligt mätarintervallet<br />
skiljer sig beroende på flödesmätarens ålder.<br />
Flödesmätning är alltså en mycket svår mätteknisk uppgift, bla pga stort mätområde,<br />
vilket har medfört att ett flertal tekniker utvecklats inom området (Fahlén 1992). Fahlén<br />
1992, FVF 1999 och Carlander 2001 beskriver olika typer av flödesmätare och dess föroch<br />
nackdelar. Flödesmätare kan vara av statisk eller dynamisk karaktär. I Sverige har<br />
hittills främst statiska mätare av magnet-induktiv typ utnyttjats, medan i Danmark har<br />
statiska ultraljudsmätare dominerat. Ultraljudsmätare är prisvärda och mäter noggrant,<br />
vilket har gjort att andelen ultraljudsmätare har ökat, särskilt inom småhusmarknaden<br />
(Carlander 2001).<br />
Det finns många möjliga felkällor vid flödesmätning som kan relateras till tex egenskaper<br />
hos flödet, egenskaper hos mätaren, omgivande miljö eller installationseffekter, som<br />
beskrivs i Carlander 2001. Installationseffekter är ofta den främsta orsaken till felkällorna.<br />
Flödesmätaren kalibreras under vissa förutsättningar vad gäller tex rörgeometri,<br />
pumpar och ventiler och flödesprofil. Förutsättningarna är oftast inte desamma<br />
då mätaren installeras, vilket ger upphov till störningar. FVF 1999 beskriver var<br />
mätaren ska installeras för att installationseffekter ska reduceras. Delsing 1999 har<br />
utfört en omfattande litteraturstudie för att kartlägga kunskapsläget inom området för<br />
ultraljudsmätare. Efter studie av över 500 patent, rapporter och artiklar drar Delsing<br />
slutsatsen att Transit-time/Sing-around tekniken är dominerande. Det konstateras att<br />
utvecklingen går mot att installationseffekter elimineras dels genom skapande av bättre<br />
mäthusgeometri, men även genom simulering av mätarinstallationen för att optimera<br />
kalibreringen.<br />
Carlander har undersökt inverkan av statiska och dynamiska installationseffekter på<br />
ultraljudsmätare i småhusstorlek. Han konstaterar genom mätningar att installationseffekter<br />
ger mätfel och presenterar en metod för att detektera installationseffekterna.<br />
Bruset i signalen, som representeras av standardavvikelsen, korrelerar mot graden av<br />
turbulens som orsakas av installationseffekter. Standardavvikelsen skulle kunna jämföras<br />
med den i referenstestet av mätaren själv. Carlander visar genom experiment att
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
ingen testad störning gick igenom och inga normala förhållanden gav falsklarm.<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Metoden för självdiagnostik vidareutvecklas i Berrebi 2002. Detektionsmetoden bygger<br />
på att sannolikhetskvoten beräknas genom att kovariensen hos erhållen signal jämförs<br />
med kovariensen hos signalen från referensmätningar med och utan installationseffekter.<br />
Även denna metod visar sig vara tillförlitlig, men kräver mindre beräkningar än den<br />
beskrivna i Carlander 2001.<br />
Delsing et al 2001 och Svensson 1997 beskriver möjligheten att använda mätare för<br />
funktionsdiagnos och felsökning i fjärrvärmecentraler. Genom att anta ett linjärt förhållande<br />
mellan värmelast och temperaturdifferensen och kombinera detta med mätdata av<br />
värmelast och temperaturdifferens från värmemängdsmätaren identifierar författarna<br />
parametrar som är relaterade till funktionen i FC. Med denna metod kan fel och den<br />
komponent som behöver åtgärdas identifieras. Själv- och funktionsdiagnostik kombinerat<br />
med kommunikation av data via tex internet kan reducera underhållskostnader i<br />
framtiden. Författarna anser dock att det behövs ytterligare forskning innan metoden<br />
kan tillämpas i verkligheten. Som nämndes tidigare utgör värmemängdsmätning en stor<br />
andel av energikostnaden och Delsing et al 2001 betonar att feldetektering och självdiagnostik<br />
endast är motiverad om den bidrar till sänkt energikostnad eller ökad komfort.<br />
Eliason 2003 beskriver två problem hos ultraljudsmätare i småhus som åtgärdats.<br />
Samplingsfrekvensen var tidigare var 30 s, vilket medförde mätfel under sommartid då<br />
kunden gör korta tappningar för att tex tvätta händerna. Detta har åtgärdats och<br />
samplingen sker nu med intervallet 2-5 s. Ytterligare ett problem var att integreringsverket<br />
var batteridrivet, vilket ledde till problem batterierna förbrukats. Mätarna är nu<br />
anpassade för 220 V.<br />
47
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
48<br />
Tabell 6.1 Litteratur ”Värmemängdsmätning”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
J.Berrebi Improved Techniques för Self- Lic avh, Dep of 2002<br />
Diagnosis of an Ultrasonic Flow Computer Science<br />
Meter and Electrical<br />
Engineering,<br />
EISLAB, LTU<br />
C.Carlander Installation Effects and Self Dok avh, Div of 2001<br />
Diagnostics för Ultrasonic Flow Industrial<br />
Measurement Electronics, Dep of<br />
Computer Science<br />
and Electrical<br />
Engineering, LTU<br />
J.Delsing Jämförelsemätningar av flödes- Värmeforskrapport 1995<br />
hastighet mellan ultraljudsmätare<br />
av Clamp-on typ och debiteringsmätare<br />
i fjärrvärmeabonnentcentralen<br />
547<br />
J.Delsing Kartläggning av utvecklingsläget<br />
för ultraljudsmätare<br />
FoU 1999:36 1999<br />
J.Delsing, S.Frederiksen, Värmemätning i fjärrvärme- Energimagasinet 1992<br />
B.Svensson systemen svår teknisk uppgift 6:92<br />
J.Eliason Muntlig källa 2003<br />
P.Fahlén Värmemätning i vätskesystem BFR R13:1992 1992<br />
FVF Värmemätare Tekniska branschkrav<br />
och råd om mätarhantering<br />
FVF 1999:2 1999<br />
B.Svensson In-Situ <strong>Test</strong> methods in District<br />
Heating Systems<br />
Lic avh, LTU 1997<br />
J.Wollerstrand Optimalt val av värmemätares<br />
flödesgivare<br />
FoU 1999:31 1999<br />
Tabell 6.2 Ytterligare förslag till litteratur ”Värmemängdsmätning” 5<br />
Författare Titel Dokument År<br />
J.Delsing A new ultrasonic flow meter. LUTEDX// 1985<br />
Modification of the sing-around<br />
method for use in heat meters<br />
TEEM-1032<br />
M.Holm Simulation of flowmeter Inst för Värme- och 1995<br />
installation effects kraftteknik,<br />
LTH 7019<br />
R.Kimari Small Heat Meters IEA 1988:R12 1988<br />
R.Ulseth Heat Meters IEA 1990:R10 1990<br />
J.Winberg Inverkan av tidssteget på värme- Inst för Värme- och 1990<br />
mätares onogrannhet Kraftteknik,<br />
LTH 3136<br />
5 Samtliga referenser tagna ur Henriksson och Werner, FoU 1997:13.
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
7. Försäljning/Kundkontakter<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Ur marknadssynpunkt karakteriseras värmeglesa områden av att användaren av värme<br />
och varmvatten också är fjärrvärmekunden. Det innebär stora skillnader att kommunicera<br />
med småhusägare jämfört med professionella personer på företag som äger flerbostadshus.<br />
Anslutningsgraden för småhusområde påverkar i hög grad kostnaden per<br />
småhusanslutning, vilket åskådliggjordes i kap 3.7. Det finns därmed en marginal att<br />
investera i införsäljning för att erhålla högre anslutningsgrad eftersom detta leder till<br />
lägre kostnader/hus. Erbjudandet av mervärdesprodukter såsom bredband och tidigare<br />
beskrivna tvättmaskin och torkmaskin kan vara ett sätt att höja anslutningsgraden.<br />
Metoder för marknadsföring och införsäljning är alltså av stor vikt för småhusområden.<br />
Denna litteraturstudie har dock funnit mycket lite publicerat material inom detta<br />
område.<br />
Det är mycket viktigt att utföra en marknadsstudie tidigt och skaffa sig så mycket<br />
information om målgruppen som möjligt för att få kunskap om vilka argument som ska<br />
framhävas. Det gäller även att finna värmeleverantörens starka sidor och framhäva<br />
dessa parallellt med fjärrvärmens positiva argument (A-S.Borglund 2003).<br />
För att få en ökad förståelse om småhuskonsumenters tankar och värderingar kring<br />
uppvärmning har Göteborg Energi låtit göra en studie. Fyra grupper med totalt 34 villa/<br />
radhusägare diskuterade i två timmar utifrån en guide. Diskussionen fokuserades på hur<br />
kunderna ser på fjärrvärme och byte av uppvärmningssystem. Studien har sedan varit<br />
underlag för Göteborg Energi för marknadsföring och prismodeller i villaområden.<br />
Följande slutsatser drogs ur studien:<br />
Det främsta skälet till att byta uppvärmningssystem är att det gamla går sönder och då<br />
ersätts vanligen det gamla akut med ett liknande system. Om uppvärmningskostnaderna<br />
verkligen sänks är även det ett argument för att byta system. Ytterligare ett skäl som<br />
nämndes var att kommunen bygger fjärrvärme som alla kan utnyttja.<br />
Det finns en mängd faktorer som påverkar hur kunden väljer. Det kunde identifieras två<br />
olika typer av konsumenter som valde uppvärmningssystem utifrån helt olika referensramar:<br />
De som vill ha ansvar/styra och helst ha ett eget individuellt system. Dessa personer<br />
vill inte vara beroende av en leverantör, utan vill känna att de har möjlighet<br />
att styra kostnaderna.<br />
De som inte vill ansvara och som vill ha ett tekniskt okomplicerat system som de<br />
inte behöver befatta sig med. Även dessa personer är intresserade av låga<br />
uppvärmningskostnader.<br />
Gemensamt för de båda grupperna är dock att de vill ha saklig och nyanserad information<br />
från objektiv part angående olika uppvärmningssystem. De viktigaste kriterierna<br />
som identifierades för att kunderna skulle kunna tänka sig byta till fjärrvärme var att de<br />
skulle ha tillgång till information, ha valmöjligheter och kunna påverka sin situation<br />
inom fjärrvärmesystemet. Även trygghetsargument ansågs viktiga. Williamson et al 2002<br />
har utfört två fokusgruppsintervjuer för att studera villakunders inställning till byte av<br />
uppvärmningsalternativ. Studien visade att konsumentens drivkrafter för investering kan<br />
förklaras av kostnad, komfort och miljö. Konsumenterna önskar välja bort olja och el.<br />
I studien undersöktes hur privatkunder går tillväga för att bedöma uppvärmingsalterna-<br />
49
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
50<br />
tivens konsekvenser och. Olika investerings- och prisalternativ utvärderades av fokusgruppen,<br />
se tabell 7.1, för att visa hur villakunder prioriterar mellan grundinvestering<br />
och rörliga kostnader.<br />
Tabell 7.1 Investeringsalternativ<br />
Alternativ Grundinvestering Rörligt energipris Hyreskostnad/år<br />
(kkr) (öre/kWh) (kkr)<br />
1 64 35<br />
2 23 60<br />
3 60 3000<br />
Resultaten i Williamson et al 2002 visade att kunderna utvärderade alternativen med<br />
hjälp av pay-back metod för att sedan rangordna dem utifrån kortaste återbetalningstid.<br />
Kunderna utför enkla beräkningar där pengars tidsvärde och framtida förändring av<br />
bränslepriser inte beaktas. En återbetalningstid på fem till åtta år accepteras av kunderna.<br />
Det fanns även kunder som inte värderade de rörliga kostnaderna, utan endast<br />
fokuserade på liten grundinvestering. Samtliga ansåg att miljöpåverkan var en faktor<br />
som beaktades vid val av uppvärmning, men som inte var avgörande. Kunderna var<br />
eniga om att fjärrvärmen var miljövänligt och det bästa alternativet ur komforthänsyn.<br />
Komfort ansågs av vissa vara viktigare än låga kostnader.<br />
Karlsson 1999 betonar att detta område är oprioriterat även vid stora ingrepp som<br />
konvertering av direktelvärmt småhus. De aspekter som påverkar småhusägaren vid<br />
valet att konvertera till fjärrvärme är främst ekonomiska aspekter, men även<br />
utseendemässiga (Karlsson 1999).<br />
Tabell 7.2 Litteratur ”Försäljning/Kundkontakter”<br />
Författare Titel Dokument År<br />
A-S.Borglund Speciell säljtaktik krävs till <strong>Fjärrvärme</strong>- 2003<br />
småhuskunder tidningen 1/03<br />
Infratest Burke AB,<br />
Göteborg Energi<br />
Fokusgrupper IB JOBB NR 8585 1997<br />
P.Karlsson Konvertering av småhus med Ex-arbete, Inst. 1999<br />
direktel till ett fjärrvärmenät för maskinteknik,<br />
Avd för Energiteknik,<br />
LTU<br />
C.Williamson, K.Williamson Villa och uppvärmning: En studie Magisteruppsats, 2002<br />
av villaägarens syn på alternativ Handelshögskolan<br />
till el och olja som uppvärm- Göteborg<br />
ningsform
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
8. Slutsatser<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
I litteraturstudien identifierades följande slutsatser angående sanningar, gåtor, områden<br />
där litteratur saknas samt ”best practice”.<br />
Sanningar<br />
• <strong>Fjärrvärme</strong>ns expansion i småhusområden utanför Sverige beror inte på specifika<br />
tekniska lösningar eller låg kostnadsnivå, utan på energipolitiska förutsättningar<br />
(Ljunggren et al 2000, Zinko 2001). I Danmark har en hög oljeskatt och en nationell<br />
värmeplanering bidragit till en hög anslutning av småhus till fjärrvärme.<br />
• Anslutningskostnader i småhusområden har stor spridning (Larsson et al 2002).<br />
• Mark- och byggkostnader utgör en stor andel av total anläggningskostnad för<br />
distributionsledningar (FVF 1997).<br />
• Mark- och byggkostnader kan reduceras genom hög kontinuitet i byggprocessen med<br />
korta öppettider för schakt (Gudmunsson 2003).<br />
• Det är många yrkeskategorier inblandade i byggprocessen, vilket påverkar<br />
kontinuitet och effektivitet negativt (Gudmunsson 2003).<br />
• Kallförläggning bidrar till ökad kontinuitet i byggprocessen utan avkall på kvalitet<br />
och bör därmed utnyttjas vid anslutning av småhus (Nilsson 2002).<br />
• Även återfyllnad med befintliga massor bidrar till ökad kontinuitet utan avkall på<br />
kvalitet och bör därmed utnyttjas i småhusområden. Vid kallförläggning bör ej<br />
återfyllnad med befintliga massor ske i rörböjar (Nilsson 2002).<br />
• <strong>Fjärrvärme</strong>central i småhus bör vara parallellkopplad (Snoek et al 2002).<br />
• Värmeförlusterna är större i småhusområden än i flerbostadsområden<br />
(Larsson et al 2002).<br />
• Värmeförlusterna reduceras vid utnyttjande av dubbelrör istället för enkelrör och<br />
dubbelrör ska därmed utnyttjas vid anslutning av småhus (Jarfelt 2002).<br />
• Under sommartid medför värmeförlusterna i framledning problem att upprätthålla<br />
korrekt tappvarmvattentemperatur i småhusområden, vilket måste åtgärdas med<br />
kvalitetssäkrad lösning för korrekt temperatur (Werner et al 2002).<br />
• Anslutningskostnad/hus är starkt beroende av anslutningsgrad. Det finns därmed en<br />
marginal att satsa på åtgärder såsom införsäljning och mervärde för att höja<br />
anslutningsgraden (Larsson et al 2002).<br />
51
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
52<br />
Gåtor<br />
• Resultaten av Grudis-projektet visade att plaströren utvecklats och fungerade i<br />
fjärrvärmesystem utan att medföra problem med korrosion. Projektet hade som mål<br />
att sänka kostnaderna vid anslutning i områden med låg värmetäthet, vilket uppfyll<br />
des med de flexibla plaströrens egenskaper (Blomquist et al 1987). Det visade sig<br />
dock i litteraturstudien att plaströren inte utnyttjas idag vid anslutning av värmeglesa<br />
områden (Larsson et al 2002). Varför utnyttjas inte den teknik och de slutsatser som<br />
enligt Grudis-projektet leder till avsevärd kostnadsreducering vid anslutning av<br />
småhus? Detta måste vara av stort intresse för det pågående Värmeglesprojektet.<br />
Fanns det alltför liten förankring av projektet inom branschen?<br />
• Sekundäranslutning med fyrrörssystem är ett sätt att kvalitetssäkra tappvarmvattentemperaturen<br />
i småhusområden på sommaren (Werner 2002). Det visade sig dock<br />
litteraturstudien att fyrrörssystem inte utnyttjas (Larsson et al 2002).<br />
Varför används inte fyrrörssystem?<br />
Saknas<br />
• Då många personer och yrkeskategorier är inblandade i byggprocessen är<br />
arbetsorganisationen av stor vikt för att anslutningen ska förlöpa kontinuerligt.<br />
I litteraturstudien konstateras att det saknas publicerat material inom området<br />
arbetsorganisation/byggnadsprocess.<br />
• Ur marknadssynpunkt karakteriseras värmeglesa områden av att användaren av<br />
värme och varmvatten också är fjärrvärmekunden. Införsäljningen är av stor vikt i<br />
småhusområden då höjd anslutningsgrad reducerar anslutningskostnaden per<br />
småhus. Genom att tex kartlägga blivande kunders sociala struktur, värderingar och<br />
beteende kan större kunskap erhållas om hur och till vem försäljningen ska riktas<br />
mot. Det konstateras att det saknas publicerat material som behandlar försäljningsmetoder<br />
som ger hög anslutningsgrad.<br />
”Best Practice”<br />
De yttre förutsättningar som ska vara uppfyllda innan anslutning sker är hög<br />
anslutningsgrad och hög linjetäthet. Vid en given värmetäthet kan en hög linjetäthet<br />
uppnås genom att ledningarna dras så att en hög effektiv bredd erhålls, se vidare Larsson<br />
et al 2002.<br />
Vidare bör följande utnyttjas:<br />
• Få yrkeskategorier<br />
• Dubbelrör<br />
• Kallförläggning<br />
• Återfyllnad med befintliga massor<br />
Om sekundäranslutning:<br />
• Plaströr<br />
• Fyrrörssystem<br />
Om primäranslutning:<br />
• Flexibla koppar- eller stålrör<br />
• Parallellkopplad fjärrvärmecentral<br />
• Kvalitetssäkrad tappvarmvattentemperatur på sommaren
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
Tabell 8.1 Litteratur ”Slutsatser”<br />
Appendix 1. Förkortningar<br />
Följande förkortningar utnyttjas i referenserna.<br />
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2<br />
Författare Titel Dokument År<br />
P-A.Blomquist, S.Persson, GRUDIS Gruppcentraldistribution BFR T2:1987 1987<br />
J.Ljungqvist, M.Ifwarson, Handbok för system- och<br />
B.Oddving, T.Rundström komponentutformning<br />
FVF Kulvertkostnadskatalog FVF 1997:10 1997<br />
T.Gudmunsson Rationellt byggande av fjärrvärmeledningar<br />
FoU 2003:89 2003<br />
U.Jarfelt Jämförelse mellan dubbelrör och<br />
enkelrörAckumulerade värmeförluster<br />
och miljöbelastning<br />
under 50 års tid<br />
FoU 2002:79 2002<br />
L.Larsson, S.Andersson,<br />
S.Werner<br />
Nuläge värmegles fjärrvärme FoU 2002:74 2002<br />
L.Ljunggren, P.Laaksonen, Billigare fjärrvärmedistribution Nordvärme, 2000<br />
A.Blöndal, S.T.Bakken, Projektgrupp 14,<br />
J.Strømvig Version 0013<br />
S.Nilsson Durability of district heating Dok avh, Inst för 2002<br />
pipes Byggnadsfysik,<br />
Chalmers<br />
C.Snoek, L.Yang, T.Onno, Optimization of District Heating IEA 2002:S2 2002<br />
S.Frederiksen, H.Korsman Systems by Maximizing Building<br />
Heating System Temperature<br />
Difference<br />
H.Zinko <strong>Svensk</strong> sammanfattning av<br />
AGFWs slutrapport “Neuartige<br />
Wärmeverteilung”<br />
FoU 2001:50 2001<br />
S.Werner, T.Sivertsson Framtemperatur vid värmegles FoU 2002:65 2002<br />
fjärrvärme<br />
Chalmers Chalmers Tekniska Högskola<br />
FOU Forskning och Utveckling, Rapportserie utgiven av <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong><br />
FVF <strong>Fjärrvärme</strong>föreningen, Nuvarande <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong><br />
KTH Kungliga Tekniska Högskolan<br />
LTH Lunds Tekniska Högskola<br />
LTU Luleå Tekniska Universitet<br />
(Footnotes)<br />
1 52/(28+52) = 0.65<br />
2 GRUpp central DIStribution<br />
3 Enligt Larsson et al 2002 utnyttjas DN 26-DN 65 för småhus,<br />
där serie 2 är dominerande för enkelrör.<br />
4 60/40∫C, omgiv.temp. 6∫C<br />
5 Samtliga referenser tagna ur Henriksson och Werner, FOU 1997:13<br />
53
Fjärrrvärme till småhus - Litteraturstudie 2003 | Värmegles 2003:2 <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB | Januari 2004<br />
54<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> AB och Statens energimyndighet driver<br />
forskningsprogrammet Värmegles fjärrvärme, som har som målsättning att<br />
sänka anslutningskostnaderna för fjärrvärme i värmeglesa områden.<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> • 101 53 Stockholm • Telefon 08-677 25 50 • Fax 08-677 25 55<br />
Besöksadress: Olof Palmes gata 31, 6 tr. • E-post kontakt@fjarrvarme.org • www.fjarrvarme.org