Vi skal ta miljøvennlig vedfyring og vedovnsdesign til nye høyder

Norges Forskningsråd gir støtte til kompetanseprosjekt for næringslivet (KPN). Her kan du lese mer om et av prosjektene som fikk støtte. Følg med på bloggen for flere presentasjoner av KPN-prosjekt fra SINTEF Energi. 
KPN-prosjekt: WoodCFD - Clean and efficient wood stoves through improved batch combustion models and CFD modelling approaches 
(Miljøvennlige og effektive vedovner ved hjelp av forbedrede modeller og modelleringsverktøy) 
Industripartnere: Jøtul, Dovre, Norsk Kleber, Morsø Jernstøberi.

Sammen med fire vedovnsprodusenter skal vi ta miljøvennlig vedfyring og vedovnsdesign til nye høyder i prosjektet WoodCFD.

Vedovner og peiskos er noe de aller fleste i Norge har et forhold til. Faktisk er det cirka 2 millioner vedfyrte ildsteder (ovner og peiser) i Norge, hvorav litt over halvparten benyttes regelmessig i vintersesongen.

Noe over halvparten av disse ildstedene er såkalt rentbrennende, eller moderne. Utfordringen er resten, som ikke er spesielt miljøvennlige. I slike ildsteder kan utslippene bli ganske høye fordi de har dårlige forbrenningsbetingelser.

I moderne vedovner, produsert etter at det ble innført utslippskrav til partikler fra vedovner i 1998, er utslippene relativt lave sammenlignet med gamle vedovner. De nye ovnene har to-stegs lufttilførsel, noe som gir vesentlig bedre forbrenningsbetingelser, og dermed lavere utslipp. Et meget godt miljøtiltak er rett og slett å bytte ut en gammel vedovn med en moderne.

Men dette er ikke nok i fremtiden, vi må også forbedre de nåværende moderne vedovnene – de må bli enda bedre, og de må bli mindre og/eller avgi en mindre og mer stabil effekt hvis de skal ha en fremtid i lavenergi- og passivhus.

Jobbet med vedovner i tre tiår – ikke ferdigforsket

På SINTEF Energi har vi forsket på vedovner i tre tiår, vi er faktisk i verdenstoppen på dette fagfeltet, og har gjennom mange år hjulpet industrien med å lage miljøvennlige, energieffektive og konkurransedyktige vedovner.

For å redusere utslippene videre og forbedre varmekomforten disse tilbyr, er det behov for å kontrollere både forbrenningsprosessen og varmeavgivelsen til rommet bedre.

Det ideelle ville være en kontinuerlig forbrenningsprosess, uten fluktuasjoner som fører til ustabile forbrenningsbetingelser og økte utslipp. Men, forbrenningsprosessen i en vedovn er og blir en satsvis prosess, det vil si at veden du legger inn vil gjennomgå en kontinuerlig forandring på sin vei fra fuktig ved til trekull, og til slutt aske. Dette er en utfordring, med tanke på forbrenningskontroll.

Forskning som gir billigere og miljøvennlig vedfyring

I vårt nye prosjekt, WoodCFD, vil vi forske spesielt på utvikling av vedovner for å kunne optimalisere brennkammerdesign for å minimere utslipp. CFD (Computational Fluid Dynamics) er en type modelleringsverktøy hvor geometrien i en vedovn kan spesifiseres i detalj og kobles sammen med strømningsberegninger og forbrenningskjemi. (Se illustrasjon 1).

Resultatet blir et detaljert bilde av forbrenningsprosessen og dens kvalitet. Diverse parametere kan så varieres for å forbedre forbrenningsprosessen.

Vedovner representerer en betydelig nasjonal effektreserve og er derfor en viktig brikke i Norges energiforsyningssystem.

For all modellering er det viktig med korrekte delmodeller for de fysiske og kjemiske prosessene som pågår, samt korrekte inngangsdata i simuleringen som benytter seg av disse. Modellering av den termiske dekomponeringen og utbrenningen av vedkubber i en vedovn er ingen enkel sak. Det er faktisk så vanskelig at knapt nok noen har gjort det i tilstrekkelig detalj ennå.

Dette har vi til hensikt å gjøre i WoodCFD, og sammen med eksperimentelt arbeid vil dette kunne bidra til vedovner med utslipp ned mot pelletskamin nivå og en effekt ned mot 1 kW, som vil avgis vesentlig mer stabilt enn fra dagens vedovner. Slike ovner kan man derfor installere i lavenergi- og passivhus uten at det blir badstue i stua.

Resultater fra dette forskingsprosjektet kan gi stor miljøgevinst og mer bærekraftig oppvarming. Bedre energivirkningsgrad gir billigere vedfyring. Og vedovnen virker selv når strømnettet er nede, noe som kan skje på kalde vinterdager og stor belastning på strømnettet. Vedovner representerer en betydelig nasjonal effektreserve og er derfor en viktig brikke i Norges energiforsyningssystem.

Du kan lese mere på prosjektets websider.