218
1
0
David Zijdemans - Varmepumpevettreglene
9
0
Ramlet innom denne artikkelen fra 2014 av David Zijdemans - kopierer den inn her for arkiveringens skyld.
Tenker at en forskjell fra 2014 og i dag er strømpriser som har gått av skaftet og at det kan være mer aktuelt i dag med større akkumulatortank for å produsere på gunstige tidspunkter i løpet av døgnet.
Andre innspill?
--------------------------------------------------------
Varmepumpevettreglene er utviklet til en serie heldagsseminarer VVS-foreningen har arrangert landet rundt i løpet av 2014. Zijdemans er fagdirektør i Skarland Press, og godt skodd for oppgaven: Han har bakgrunn som rørlegger, er senere utdannet sivilingeniør, og har skrevet boka Vannbaserte oppvarmings- og kjølesystemer. I tillegg har han vært teknisk direktør i Oso Hotwater.
– Utgangspunktet for å velge et varmepumpeanlegg er å spare penger. For varmepumper handler det særlig om fire faktorer, sier Zijdemans og ramser opp:
• Lav installasjonskostnad
• Lave vedlikeholdskostnader
• Lang levetid
• Høy energibesparelse (årsvarmefaktor).
Ut fra dette har han laget de ti varmepumpevettreglene:
1. Sørg for lavest mulig tur-temperatur (lavt temperaturløft)
Jo lavere temperaturløft varmepumpa har, jo høyere effektfaktor og lengre levetid. Tilpass varmepumpas turtemperatur kontinuerlig til behovet i anlegget, og hold den så lav som mulig.
Temperaturløft er en veldig viktig faktor i et varmepumpeanlegg
– Jo lavere temperaturløft, jo høyere effektfaktor(COP) får vi. For hver grad økning i temperaturløft, avtar COP med 2 til 3 %, forklarer Zijdemans. Han poengterer at energigevinsten i et varmepumpeanlegg avhenger av årsvarmefaktor. (Den kalles også Seasonal COP, SCOP eller SPF; seasonal performance faktor).
– Årsvarmefaktor rundt 3 er et godt anlegg, understreker Zijdemans. Besparelsen er ikke så mye høyere med årsvarmefaktor på 4. (75% i stedet for 67 %).
Varmeavgiver
Energibesparelse med varmepumpe påvirkes naturligvis av hvilken varmeavgiver du velger.
– Avgitt effekt avtar 3-4 % for hver grad fordampertemperaturen senkes, og avtar ca 0,5 % for hver grad kondenseringstemperaturen økes, opplyser Zijdemans. Han har gjort en forenklet beregning for ei bergvarmepumpe med 10 kW og R407C for å vise forskjellen mellom gulvvarme (35°C tur og 30°C retur) og radiator (50°C tur og 40°C retur). Effektfaktoren reduseres med 34 % med radiator, og besparelsen med 12 %.
– Når du øker kondenseringstemperaturen, er den eneste forskjellen for varmepumpa at den trekker mer strøm. Eier merker ikke det før strømregninga kommer, sier Zijdemans.
2. Varmepumpa bør ikke starte mer enn tre ganger i timen
For levetidas del er det viktig å begrense antall start og stopp for varmepumper.
– Det er lite smøring akkurat når kompressoren starter, og derfor gir dette høy slitasje, forklarer Zijdemans. I tillegg er COP lav. De fleste varmepumper har slik begrensning innebygget.
3. Unngå shunting
– Unngå shunting! Det har ikke noe i et varmepumpeanlegg å gjøre, understreker Zijdemans.
Det å sette varmepumpas turtemperatur til 50 °C og så shunte ned for eksempel til gulvvarme, er ikke uvanlig.
– For hver grad unødvendig høy temperatur fra varmepumpa reduseres effektfaktoren med 2 til 3 %, presiserer Zijdemans. Derfor mener han de aller fleste varmepumpeanlegg kan fjerne shunten – med noen unntak:
• Anlegg som blander ulike varmeavgivere med ulike temperaturkrav, for eksempel radiator og gulvvarme
• Anlegg som kombinerer varmepumpe med andre energikilder der det er vanskelig å kontrollere temperaturen like nøyaktig, for eksempel solfanger eller biokjel
– Da må vi ha shuntventil. Men jeg utfordrer til å tenke kreativt – kan for eksempel radiatorens retur være gulvvarmens tur? spør Zijdemans.
Han svarer ved å vise til Varmenormen, under 9.2.5 Dimensjonerende temperaturer for nett:
”Temperaturprofilen gir mulighet til seriekobling av varmen til ventilasjon og gulvvarme etter radiatorkretsen. Dette gir gunstige betingelser for bruk av varmepumper og andre lavtemperatur energikilder.”
Når lave returtemperaturer til energisystemet er fordelaktig, kan det ifølge Varmenormen være nødvendig med kombinasjoner av serie- og parallellkoblinger av ulike varmeavgivere.
4. Varmepumpa skal alltid styre innslaget av spisslast
Alternativet er at spisslast styres av en termostat, noe som vil si konstant temperatur.
– Da vil i praksis spisslasten brukes mest i sommer halvåret ved utekompensering fra varmepumpa, sier Zijdemans.
5. Plasser spisslast så nær varmeanleggets turledning som mulig
Alle energikilder i et anlegg skal prioriteres etter hva du betaler for.
– Du skal bruke den billigste energien først, og spisslast fra den dyreste til slutt – nærmest mulig turledningen, understreker Zijdemans, som har sett mange feil med spisslast. Den groveste er å plassere spisslasten på retur før varmepumpa. Noen plasserer spisslast mellom varmepumpe og akkumulatortank – men i parallelkoblede anlegg skal spisslasten være etter akkumulatortanken. En enkel variant er å plassere spisslasten i selve akkumulatortanken.
– Da skal den være helt i toppen av tanken. Mange setter den i bunnen, men da må spisslasten varme opp hele tanken, poengterer Zijdemans.
6. Akkumulatortak må tilkobles av/på-styrte varmepumper i anlegg med mengderegulert varmeavgiver
Antall start-stopp vil overstige grensen på 3 i store deler av driftstida for slike anlegg.
Zijdemans viser eksempel på en gjennomsnittlig norsk bolig på 200 m2 med gulvvarme, 12 kW effektbehov ved dimensjonerende utetemperatur og 8 kW væske-vann varmepumpe. Anlegget er 100 % mengderegulert med konstant temperatur ut fra varmepumpa og aktuatorer på alle kurser.
– Med effektbehov på 6,5 kW eller lavere, får du for mange start og stopp per time, opplyser Zijdemans.
Temperaturregulerte anlegg
For temperaturregulerte (utekompenseringskurve) anlegg viser Zijdemans eksempel på en norsk bolig med 200 m2 gulvvarme, 12 kW effektbehov ved dimensjonerende utetemperatur og 8 kW væske-vannvarmepumpe.
¬– Med maks tre start-stopp per time, er vannvolumet i gulvet 150 liter, og nok som akkumulator for varmepumpa når alt er åpent. Men da kan vi ikke ha en eneste aktuator, understreker Zijdemans.
Beregning av antall start/stopp per time for 8 kW væske til vann-varmepumpe i anlegg med 200 m2 gulvvarme. Kilde/illustrasjon: David Zijdemans
Eksempelet med 200 m2 gulvvarme går akkurat uten akkumulatortank hvis anlegget er temperaturregulert. Det betyr en ganske stor enebolig.
– For mindre gulvareal, vil du trenge akkumulatortank hvis du har av-på-regulert varmepumpe, poengterer Zijdemans.
Frekvensstyrte varmepumper
Med en frekvensstyrt varmepumpe som kan regulere ned til 30 %, det vil si 2,4 kW, blir også antall start-stopp per time for høyt i deler av driftstida med mengderegulering. Derfor må den også ha akkumulator.
– Varmepumpa trenger minimum 30 liter tilgjengelig til akkumulering. Noen invertstyrte pumper har en tank på 25-30 liter innebygget, så da kan du klare deg uten egen akkumulatortank på varm side, konkluderer Zijdemans. Hvis pumpa ikke har det, er det enklere å sette på en akkumulatortank med spisslast.
7. Unngå konstant, åpen bypass mellom tur og retur i et varmepumpeanlegg.
Bypass blander turvann inn på retur, og bør unngås.
Bypass-løsninger gir ganske store sirkulerte vannmengder.
– Det kan gå opptil flere titalls prosent av den totale vannmengden gjennom bypass og direkte til retur, fordi trykktapet er så lite sammenlignet med radiator og gulvvarme, forklarer Zijdemans. Han understreker at det er viktig å unngå mest mulig blanding av turvann inn på retur:
– For hver grad returen stiger på grunn av bypass, synker COP med 2 til 3 % , gjentar han nok en gang.
Hvis sirkulasjonspumpa skal ha vann å jobbe med, mener Zijdemans du i hvert fall må strupe ned til absolutt minimum, slik at det blir bløder og ikke åpen bypass.
– Før var dette veldig viktig, når pumpene hadde konstant turtall. Da måtte man unngå at de gikk mot stengte ventiler og fikk spinne i det samme vannet. Med trykkstyrte, små pumper vil gire ned og gå på minimumsturtall. Da er effektene er så lave at det ikke vil gi koking, sier Zijdemans.
Han foreslår følgende alternativer til bypassventil:
1. Trykkdifferanseventil
2. Bruk smart styring som sikrer at det ikke er lov å stenge alle aktuatorer samtidig
3. Dropp aktuator på noen kurser, typisk våtrom
4. Gi blaffen
Zijdemans anbefaler det siste alternativet for boliger.
– Der er sirkulasjonspumpene så små at de kan gå mot stengte ventiler. Denne problematikken overdrives; de tåler det, sier han. For større anlegg kan varmeavgivelsen være stor nok til å gi problemer selv på laveste turtall for sirkulasjonspumpa.
– De bør kanskje ha en liten bløder, sier Zijdemans.
8. Kjøleavgivere monters alltid på varmepumpas innløp på brinekretsen ved passiv kjøling
Slik sikrer du at anlegget utnytter passiv kjøling først – så kan du eventuelt bruke aktiv kjøling via varmepumpa.
Væske til vann-varmepumper kan utnyttes til frikjøling om sommeren. Ved å koble en fancoil direkte fra innløpet på brinekretsen og deretter til varmepumpa, kan passiv kjøling utnyttes direkte.
– Hvis bygget har kjølebehov, kan du tvangskjøre varmepumpa som kjølemaskin og dumpe overskuddet i energibrønnen. I noen bygg er kjøling dominerende behov, poengterer Zijdemans.
9. Pass på at sirkulasjonspumpe på kondensatorsida bare er i drift samtidig som kompressoren når tanken er parallellkoblet
– Hvis sirkulasjonspumpa går mens varmepumpa står stille, kobler du i praksis ut akkumulatortanken, påpeker Zijdemans. Sirkulasjonspumpa vil ta vannet fra returen, det vil si det kaldeste vannet i varmeanlegget, pumpe det gjennom kondensatorens plateveksler uten at det varmes opp siden varmepumpa ikke går, og ut igjen på turen,
– Da sender du returvann ut på anlegget i stedet for å ta varmtvann fra akkumulatortanken, forklarer Zijdemans.
10. Velg mest mulig miljøvennlig arbeidsmedium så lenge det ikke går ut over lønnsomheten
– Når du velger mest miljøvennlig, får du også det beste anlegget. Alle de kjemiske mediene er basert på hydrokarboner, men de termodynamiske egenskapene har bare blitt dårligere, poengterer Zijdemans.
Tenker at en forskjell fra 2014 og i dag er strømpriser som har gått av skaftet og at det kan være mer aktuelt i dag med større akkumulatortank for å produsere på gunstige tidspunkter i løpet av døgnet.
Andre innspill?
--------------------------------------------------------
Varmepumpevettreglene er utviklet til en serie heldagsseminarer VVS-foreningen har arrangert landet rundt i løpet av 2014. Zijdemans er fagdirektør i Skarland Press, og godt skodd for oppgaven: Han har bakgrunn som rørlegger, er senere utdannet sivilingeniør, og har skrevet boka Vannbaserte oppvarmings- og kjølesystemer. I tillegg har han vært teknisk direktør i Oso Hotwater.
– Utgangspunktet for å velge et varmepumpeanlegg er å spare penger. For varmepumper handler det særlig om fire faktorer, sier Zijdemans og ramser opp:
• Lav installasjonskostnad
• Lave vedlikeholdskostnader
• Lang levetid
• Høy energibesparelse (årsvarmefaktor).
Ut fra dette har han laget de ti varmepumpevettreglene:
1. Sørg for lavest mulig tur-temperatur (lavt temperaturløft)
Jo lavere temperaturløft varmepumpa har, jo høyere effektfaktor og lengre levetid. Tilpass varmepumpas turtemperatur kontinuerlig til behovet i anlegget, og hold den så lav som mulig.
Temperaturløft er en veldig viktig faktor i et varmepumpeanlegg
– Jo lavere temperaturløft, jo høyere effektfaktor(COP) får vi. For hver grad økning i temperaturløft, avtar COP med 2 til 3 %, forklarer Zijdemans. Han poengterer at energigevinsten i et varmepumpeanlegg avhenger av årsvarmefaktor. (Den kalles også Seasonal COP, SCOP eller SPF; seasonal performance faktor).
– Årsvarmefaktor rundt 3 er et godt anlegg, understreker Zijdemans. Besparelsen er ikke så mye høyere med årsvarmefaktor på 4. (75% i stedet for 67 %).
Varmeavgiver
Energibesparelse med varmepumpe påvirkes naturligvis av hvilken varmeavgiver du velger.
– Avgitt effekt avtar 3-4 % for hver grad fordampertemperaturen senkes, og avtar ca 0,5 % for hver grad kondenseringstemperaturen økes, opplyser Zijdemans. Han har gjort en forenklet beregning for ei bergvarmepumpe med 10 kW og R407C for å vise forskjellen mellom gulvvarme (35°C tur og 30°C retur) og radiator (50°C tur og 40°C retur). Effektfaktoren reduseres med 34 % med radiator, og besparelsen med 12 %.
– Når du øker kondenseringstemperaturen, er den eneste forskjellen for varmepumpa at den trekker mer strøm. Eier merker ikke det før strømregninga kommer, sier Zijdemans.
2. Varmepumpa bør ikke starte mer enn tre ganger i timen
For levetidas del er det viktig å begrense antall start og stopp for varmepumper.
– Det er lite smøring akkurat når kompressoren starter, og derfor gir dette høy slitasje, forklarer Zijdemans. I tillegg er COP lav. De fleste varmepumper har slik begrensning innebygget.
3. Unngå shunting
– Unngå shunting! Det har ikke noe i et varmepumpeanlegg å gjøre, understreker Zijdemans.
Det å sette varmepumpas turtemperatur til 50 °C og så shunte ned for eksempel til gulvvarme, er ikke uvanlig.
– For hver grad unødvendig høy temperatur fra varmepumpa reduseres effektfaktoren med 2 til 3 %, presiserer Zijdemans. Derfor mener han de aller fleste varmepumpeanlegg kan fjerne shunten – med noen unntak:
• Anlegg som blander ulike varmeavgivere med ulike temperaturkrav, for eksempel radiator og gulvvarme
• Anlegg som kombinerer varmepumpe med andre energikilder der det er vanskelig å kontrollere temperaturen like nøyaktig, for eksempel solfanger eller biokjel
– Da må vi ha shuntventil. Men jeg utfordrer til å tenke kreativt – kan for eksempel radiatorens retur være gulvvarmens tur? spør Zijdemans.
Han svarer ved å vise til Varmenormen, under 9.2.5 Dimensjonerende temperaturer for nett:
”Temperaturprofilen gir mulighet til seriekobling av varmen til ventilasjon og gulvvarme etter radiatorkretsen. Dette gir gunstige betingelser for bruk av varmepumper og andre lavtemperatur energikilder.”
Når lave returtemperaturer til energisystemet er fordelaktig, kan det ifølge Varmenormen være nødvendig med kombinasjoner av serie- og parallellkoblinger av ulike varmeavgivere.
4. Varmepumpa skal alltid styre innslaget av spisslast
Alternativet er at spisslast styres av en termostat, noe som vil si konstant temperatur.
– Da vil i praksis spisslasten brukes mest i sommer halvåret ved utekompensering fra varmepumpa, sier Zijdemans.
5. Plasser spisslast så nær varmeanleggets turledning som mulig
Alle energikilder i et anlegg skal prioriteres etter hva du betaler for.
– Du skal bruke den billigste energien først, og spisslast fra den dyreste til slutt – nærmest mulig turledningen, understreker Zijdemans, som har sett mange feil med spisslast. Den groveste er å plassere spisslasten på retur før varmepumpa. Noen plasserer spisslast mellom varmepumpe og akkumulatortank – men i parallelkoblede anlegg skal spisslasten være etter akkumulatortanken. En enkel variant er å plassere spisslasten i selve akkumulatortanken.
– Da skal den være helt i toppen av tanken. Mange setter den i bunnen, men da må spisslasten varme opp hele tanken, poengterer Zijdemans.
6. Akkumulatortak må tilkobles av/på-styrte varmepumper i anlegg med mengderegulert varmeavgiver
Antall start-stopp vil overstige grensen på 3 i store deler av driftstida for slike anlegg.
Zijdemans viser eksempel på en gjennomsnittlig norsk bolig på 200 m2 med gulvvarme, 12 kW effektbehov ved dimensjonerende utetemperatur og 8 kW væske-vann varmepumpe. Anlegget er 100 % mengderegulert med konstant temperatur ut fra varmepumpa og aktuatorer på alle kurser.
– Med effektbehov på 6,5 kW eller lavere, får du for mange start og stopp per time, opplyser Zijdemans.
Temperaturregulerte anlegg
For temperaturregulerte (utekompenseringskurve) anlegg viser Zijdemans eksempel på en norsk bolig med 200 m2 gulvvarme, 12 kW effektbehov ved dimensjonerende utetemperatur og 8 kW væske-vannvarmepumpe.
¬– Med maks tre start-stopp per time, er vannvolumet i gulvet 150 liter, og nok som akkumulator for varmepumpa når alt er åpent. Men da kan vi ikke ha en eneste aktuator, understreker Zijdemans.
Beregning av antall start/stopp per time for 8 kW væske til vann-varmepumpe i anlegg med 200 m2 gulvvarme. Kilde/illustrasjon: David Zijdemans
Eksempelet med 200 m2 gulvvarme går akkurat uten akkumulatortank hvis anlegget er temperaturregulert. Det betyr en ganske stor enebolig.
– For mindre gulvareal, vil du trenge akkumulatortank hvis du har av-på-regulert varmepumpe, poengterer Zijdemans.
Frekvensstyrte varmepumper
Med en frekvensstyrt varmepumpe som kan regulere ned til 30 %, det vil si 2,4 kW, blir også antall start-stopp per time for høyt i deler av driftstida med mengderegulering. Derfor må den også ha akkumulator.
– Varmepumpa trenger minimum 30 liter tilgjengelig til akkumulering. Noen invertstyrte pumper har en tank på 25-30 liter innebygget, så da kan du klare deg uten egen akkumulatortank på varm side, konkluderer Zijdemans. Hvis pumpa ikke har det, er det enklere å sette på en akkumulatortank med spisslast.
7. Unngå konstant, åpen bypass mellom tur og retur i et varmepumpeanlegg.
Bypass blander turvann inn på retur, og bør unngås.
Bypass-løsninger gir ganske store sirkulerte vannmengder.
– Det kan gå opptil flere titalls prosent av den totale vannmengden gjennom bypass og direkte til retur, fordi trykktapet er så lite sammenlignet med radiator og gulvvarme, forklarer Zijdemans. Han understreker at det er viktig å unngå mest mulig blanding av turvann inn på retur:
– For hver grad returen stiger på grunn av bypass, synker COP med 2 til 3 % , gjentar han nok en gang.
Hvis sirkulasjonspumpa skal ha vann å jobbe med, mener Zijdemans du i hvert fall må strupe ned til absolutt minimum, slik at det blir bløder og ikke åpen bypass.
– Før var dette veldig viktig, når pumpene hadde konstant turtall. Da måtte man unngå at de gikk mot stengte ventiler og fikk spinne i det samme vannet. Med trykkstyrte, små pumper vil gire ned og gå på minimumsturtall. Da er effektene er så lave at det ikke vil gi koking, sier Zijdemans.
Han foreslår følgende alternativer til bypassventil:
1. Trykkdifferanseventil
2. Bruk smart styring som sikrer at det ikke er lov å stenge alle aktuatorer samtidig
3. Dropp aktuator på noen kurser, typisk våtrom
4. Gi blaffen
Zijdemans anbefaler det siste alternativet for boliger.
– Der er sirkulasjonspumpene så små at de kan gå mot stengte ventiler. Denne problematikken overdrives; de tåler det, sier han. For større anlegg kan varmeavgivelsen være stor nok til å gi problemer selv på laveste turtall for sirkulasjonspumpa.
– De bør kanskje ha en liten bløder, sier Zijdemans.
8. Kjøleavgivere monters alltid på varmepumpas innløp på brinekretsen ved passiv kjøling
Slik sikrer du at anlegget utnytter passiv kjøling først – så kan du eventuelt bruke aktiv kjøling via varmepumpa.
Væske til vann-varmepumper kan utnyttes til frikjøling om sommeren. Ved å koble en fancoil direkte fra innløpet på brinekretsen og deretter til varmepumpa, kan passiv kjøling utnyttes direkte.
– Hvis bygget har kjølebehov, kan du tvangskjøre varmepumpa som kjølemaskin og dumpe overskuddet i energibrønnen. I noen bygg er kjøling dominerende behov, poengterer Zijdemans.
9. Pass på at sirkulasjonspumpe på kondensatorsida bare er i drift samtidig som kompressoren når tanken er parallellkoblet
– Hvis sirkulasjonspumpa går mens varmepumpa står stille, kobler du i praksis ut akkumulatortanken, påpeker Zijdemans. Sirkulasjonspumpa vil ta vannet fra returen, det vil si det kaldeste vannet i varmeanlegget, pumpe det gjennom kondensatorens plateveksler uten at det varmes opp siden varmepumpa ikke går, og ut igjen på turen,
– Da sender du returvann ut på anlegget i stedet for å ta varmtvann fra akkumulatortanken, forklarer Zijdemans.
10. Velg mest mulig miljøvennlig arbeidsmedium så lenge det ikke går ut over lønnsomheten
– Når du velger mest miljøvennlig, får du også det beste anlegget. Alle de kjemiske mediene er basert på hydrokarboner, men de termodynamiske egenskapene har bare blitt dårligere, poengterer Zijdemans.
-ved nedstøpte rør kan rørene legges tettere, ha flere sløyfer. Spiralform er greit for å ha rørene tette.
-varmeledningsevnen til parkettubderlag varierer mye, ved å velge korrekt underlag kan turtemperatur senkes. Det er ikke på parkettubderlag man skal spare på kronene!
Nedstøpte rør lagrer mer energi enn en liten akkunulatortank. Har man nedstøpte rør ett sted i boligen som ikke er oppholdsrom, for eksempel inngangsparti, kan man fint akkumulerte mye energi der og følge strømprisene.
Valg av varmepumpe er viktig, flere av pumpene klarer ikke å regulere temperaturen godt nok.