Varmepumper og nærvarmeanlegg kan forvarme tappevann, og slik redusere behovet for levert energi til varmtvann. SINTEF-målinger viser at hvor stor andel forvarmekilden dekker, er svært avhengig av systemløsning og drift.
Artikkelen ble først publisert i Norsk VVS
Forskningsprosjektet VarmtVann2030 har utført detaljerte målinger av energiforbruk til varmtvann i totalt fire boligblokker, fire hoteller og fire sykehjem. I tillegg er det hentet inn data fra EOS-anlegg fra flere andre bygg. I enkelte av byggene er tappevannsproduksjonen delt i to: forvarming og ettervarming. Forvarmingskilden er ofte en varmepumpe eller et nærvarmenett.
Stor spredning i dekningsgraden
I fem av byggene er det målt hvor stor andel av energibehovet som dekkes av forvarmekilden.
Resultatene viser stor spredning i dekningsgraden, både mellom de ulike systemløsningene og gjennom året, sier Harald Taxt Walnum fra SINTEF.
En vanlig løsning er at en varmepumpe brukes til å varme opp romvarmekursen, med en elektrokjele til spisslast, og at en kurs fra romvarmen brukes til forvarming. Moderne bygg har gjerne lav dimensjonerende turtemperatur (ned mot 50°C selv med radiator), i tillegg til at turtemperaturen er utetemperaturkompensert.
Dette gir lav forvarmingstemperatur, og dermed også lav dekningsgrad fra forvarmekilden, spesielt sommerstid. Om sommeren er også kaldtvannstemperaturen høyere, slik at andelen av temperaturløftet som dekkes av forvarmingskilden blir redusert ytterligere.
Viser variasjoner gjennom året
Figur 1 viser hvordan dekningsgraden for et anlegg med forvarming fra et utetemperaturkompensert nærvarmeanlegg varierer mellom sommer og vinter. Tallene er basert på gjennomsnitt for henholdsvis vintermånedene, sommermånedene og hele året over en periode på to år.
Fig. 1 Variasjon i dekningsgrad gjennom året for et bo- og servicesenter, hvor tappevannet forvarmes av nærvarme og ettervarmes av elektriske beredere.
Etter hvert som vi gjør byggene mer effektive ved å redusere energibehovet til romoppvarming, blir energibehovet til tappevann en større andel av det totale oppvarmingsbehovet, sier Walnum.
Det er da viktig at varmepumpeløsninger blir optimalisert for hele energibehovet, ikke bare romoppvarmingen. En god løsning uten behov for en egen tappevannsvarmepumpe, er varmepumper med vekselventil for tappevannsprioritering.
Figur 2 viser gjennomsnittlig dekningsgrad til tappevann for et bergvarmeanlegg i et borettslag. En av to installerte varmepumper har tappevannsprioritering og ettervarming med varme fra varmepumpens hetgassvarmeveksler. Her ser vi en betydelig høyere dekningsgrad fra varmepumpen, i tillegg til bidraget fra hetgassvarmeveksleren. Det gjenstående bidraget fra el-kolbene, tilsvarer omtrent det målte varmetapet fra varmtvannssirkulasjonen og berederne. Dette tapet er det en utfordring å dekke med varmepumper, ettersom varmen må avgis med høye temperaturer.
Fig. 2. Dekningsgrad for et bergvarmeanlegg i et borettslag, hvor tappevannet forvarmes av varmepumpe med tappevannsprioritering og hetgassvarmeveksler, og ettervarmes med elektriske beredere.
En annen viktig faktor for dekningsgraden er settpunkttemperatur i berederne for ettervarming. I et av byggene ble settpunktet senket fra 70 til 60 °C. Det førte til at dekningsgraden for forvarmingen økte fra 35 til 55 %. Dette gir altså en betydelig høyere dekningsgrad. Samtidig er det viktig at man tar hensyn til risiko for bakterievekst. Vannrapport 123 fra Folkehelseinstituttet anbefaler at temperaturen i berederen er minimum 70 °C.
Anbefaler prioritering av tappevann i varmepumpeanlegg
Blant de fem byggene er det målt variasjoner fra 22 til 50 % dekningsgrad fra forvarmingssystemet i sommermånedene og 35 til 75 % i vintermånedene.
For nærvarmesystemer er det krevende og lite hensiktsmessig å skille forvarming av tappevann fra romoppvarmingen i sentralen, ettersom det vil føre til et ekstra distribusjonsnett. For lokale varmepumpeløsninger er det derimot relativt enkelt å bygge systemer som effektivt kan produsere lavtemperatur romvarme og prioritere forvarming av tappevann. Det bør derfor tas hensyn til dette ved planlegging av rehabilitering og nye varmepumpeanlegg.
Om prosjektet
SINTEF Community og NTNU samarbeider i VarmtVann2030 med fem byggeiere; Drammen Eiendom, Omsorgsbygg, Olav Thon Gruppen, OBOS og Boligbygg, og fem produktleverandører; Armaturjonsson, Høiax, Geberit, Uponor og FM Mattsson Mora Group. Prosjektet varer i fire år og finansieres av programmet ENERGIX hos Forskningsrådet og næringslivspartnerne.
Fig. 1 Variasjon i dekningsgrad gjennom året for et bo- og servicesenter, hvor tappevannet forvarmes av nærvarme og ettervarmes av elektriske beredere.
Etter hvert som vi gjør byggene mer effektive ved å redusere energibehovet til romoppvarming, blir energibehovet til tappevann en større andel av det totale oppvarmingsbehovet, sier Walnum.
Det er da viktig at varmepumpeløsninger blir optimalisert for hele energibehovet, ikke bare romoppvarmingen. En god løsning uten behov for en egen tappevannsvarmepumpe, er varmepumper med vekselventil for tappevannsprioritering.
Figur 2 viser gjennomsnittlig dekningsgrad til tappevann for et bergvarmeanlegg i et borettslag. En av to installerte varmepumper har tappevannsprioritering og ettervarming med varme fra varmepumpens hetgassvarmeveksler. Her ser vi en betydelig høyere dekningsgrad fra varmepumpen, i tillegg til bidraget fra hetgassvarmeveksleren. Det gjenstående bidraget fra el-kolbene, tilsvarer omtrent det målte varmetapet fra varmtvannssirkulasjonen og berederne. Dette tapet er det en utfordring å dekke med varmepumper, ettersom varmen må avgis med høye temperaturer.
Fig. 2. Dekningsgrad for et bergvarmeanlegg i et borettslag, hvor tappevannet forvarmes av varmepumpe med tappevannsprioritering og hetgassvarmeveksler, og ettervarmes med elektriske beredere.
En annen viktig faktor for dekningsgraden er settpunkttemperatur i berederne for ettervarming. I et av byggene ble settpunktet senket fra 70 til 60 °C. Det førte til at dekningsgraden for forvarmingen økte fra 35 til 55 %. Dette gir altså en betydelig høyere dekningsgrad. Samtidig er det viktig at man tar hensyn til risiko for bakterievekst. Vannrapport 123 fra Folkehelseinstituttet anbefaler at temperaturen i berederen er minimum 70 °C.
Anbefaler prioritering av tappevann i varmepumpeanlegg
Blant de fem byggene er det målt variasjoner fra 22 til 50 % dekningsgrad fra forvarmingssystemet i sommermånedene og 35 til 75 % i vintermånedene.
For nærvarmesystemer er det krevende og lite hensiktsmessig å skille forvarming av tappevann fra romoppvarmingen i sentralen, ettersom det vil føre til et ekstra distribusjonsnett. For lokale varmepumpeløsninger er det derimot relativt enkelt å bygge systemer som effektivt kan produsere lavtemperatur romvarme og prioritere forvarming av tappevann. Det bør derfor tas hensyn til dette ved planlegging av rehabilitering og nye varmepumpeanlegg.
Om prosjektet
SINTEF Community og NTNU samarbeider i VarmtVann2030 med fem byggeiere; Drammen Eiendom, Omsorgsbygg, Olav Thon Gruppen, OBOS og Boligbygg, og fem produktleverandører; Armaturjonsson, Høiax, Geberit, Uponor og FM Mattsson Mora Group. Prosjektet varer i fire år og finansieres av programmet ENERGIX hos Forskningsrådet og næringslivspartnerne.
