Modellbaserad styrning av värmesystem baserat på prognostiserat väder

Sedan konceptet med lokal väderprognosstyrning av byggnaders värmesystem utvecklades och introducerades av SMHI i slutet på 80-talet har det blivit allt mer vanligt förekommande och är idag installerat i byggnader med sammanlagt mer än 10 miljoner m2 uppvärmd golvarea. Tekniken har hittills framförallt fått fotfäste i svenska flerbostadshus och av de som tillhandahåller tjänsten uppges ofta att konceptet normalt sett reducerar värmeenergianvändningen med 10 ‑ 15 % för ett vanligt flerbostadshus. Även 10 ‑ 20 kWh/m2 nämns. Konceptet bygger på att framledningstemperaturen beräknas och behovsanpassas med hjälp av en så kallad ekvivalent utomhustemperatur, som tar hänsyn till byggnadens utformning, användning och termiska tröghet och väger in prognoser för solstrålning genom fönster, vind, lufttemperatur och nederbörd.

I föreliggande licentiatrapport har värmebesparingspotentialen för modellbaserad reglering med väderprognos kvantifierats med hjälp av en simulerad ”spegelbyggnad” och satts i relation till ett antal andra mer eller mindre vanligt förekommande lokala och centrala reglerstrategier för vattenburen värme. I analysarbetet appliceras de olika reglerstrategierna på ett typiskt flerbostadshus som modelleras i det svenska väletablerade och dynamiska energiberäkningsprogrammet IDA ICE, version 4.6.

Simuleringsresultaten visar att den teoretiska besparingspotentialen för den modellbaserade regleringen med väderprognos är i storleksordningen 10 kWh/m2 jämfört med traditionell reglering av ett normalfungerande värmesystem. Detta motsvarar ungefär 7 % av referensbyggnadens värmeenergianvändning om tappvarmvattnet inkluderas och ungefär 9 % om det exkluderas. Besparingen visar sig dock främst bero på att framledningstemperaturen då anpassas efter byggnadens aktuella värmebehov, alltså inte för att väderprognoser används. Besparingspotentialen är jämförbar med den besparing som erhålls när ”normalfungerande” termostater byts mot nya välfungerande samtidigt som värmesystemet injusteras.

En av de fundamentala slutsatser som dras i arbete är att ju bättre framledningstemperaturen behovsanpassas och värmesystemet injusteras desto jämnare blir inomhustemperaturen, vilket i sig är en förutsättning för att reducera medeltemperaturen (utan att underskrida börvärdet) och därmed spara värmeenergi. Att praktiskt skapa en jämnare och lägre rumsmedeltemperatur centralt kan nog i många stycken uppfattas som enklare än att genomföra vissa lokala åtgärder, så som att byta termostater och injustera radiatorer i alla lägenheter. Enkelheten är sannolikt en bidragande orsak till den kommersiella väderprognosstyrningens popularitet.