fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump i kombination · 2015. 10. 27. · 4.2.2 Värme med FV och VP parallellt 22 4.2.3 Värme med VP före FV 23 4.2.4 Värme med VP före

fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump i kombination

rapport 2012:11

FJÄRRVÄRMECENTRAL OCH

FRÅNLUFTSVÄRMEPUMP I KOMBINATION

ANNA BOSS

ISBN 978-91-7381-092-0

2012 Svensk Fjärrvärme AB

5

F J Ä R R V Ä R M E C E N T R A L O C H F R Å N L U F T S V Ä R M E P U M P I K O M B I N A T I O N

FÖRORD

I samband med diskussioner kring Svensk Fjärrvärmes tekniska rapport 2009:3

”Kopplingsprinciper” har det visat sig att det behövs mer underlag och kunskap om

kopplingen mellan fjärrvärmecentralen och frånluftsvärmepumpen som ibland utgör

en del i fjärrvärmesystemet.

Här beskrivs olika tekniska lösningar och diskuteras under vilka förutsättningar det

kan vara lämpligt att kombinera fjärrvärme och värmepump sett ur fastighetsägarens

och fjärrvärmeleverantörens perspektiv med tanke på ekonomi och eventuella

energibesparingar.

Projektet har genomförts av Anna Boss på SP Energiteknik. En referensgrupp, som

har varit knuten till projektet och bidragit med värdefull kunskap, har bestått av

Gunnar Nilsson Göteborg Energi, Vinko Culjak Ystad Energi, Göran Bergström

Skellefteå Kraft och Peter Larsson Norrenergi.

Projektet ingår i forskningsprogrammet Fjärrsyn som finansieras av

Energimyndigheten och fjärrvärmebranschen. Fjärrsyn ska stärka möjligheterna för

fjärrvärme och fjärrkyla genom ökad kunskap om fjärrvärmens roll i klimatarbetet

och för det hållbara samhället till exempel genom att bana väg för affärsmässiga

lösningar och framtidens teknik.

Bo Johansson

Ordförande i Svensk Fjärrvärmes teknikråd

Rapporten redovisar projektets resultat och slutsatser. Publicering innebär inte att

Fjärrsyns styrelse eller Svensk Fjärrvärme har tagit ställning till innehållet.

6


SAMMANFATTNING

För att minska mängden köpt energi och kostnader i byggnader kombineras ibland

fjärrvärme med frånluftsvärmepump. Tidigare förekom det mest i större fastigheter,

men på senare år har det också blivit vanligare i småhus. Kommande krav på köpt

energi kan ytterligare påverka i den riktningen. I den här rapporten diskuteras först

under vilka förutsättningar det kan vara lämpligt att kombinera, sett ur

fastighetsägarens och fjärrvärmeleverantörens perspektiv med tanke på ekonomi och

eventuella energibesparingar.

Huvuddelen beskriver olika tekniska lösningar vid installation av både fjärrvärme och

frånluftsvärmepump. Fördelar och nackdelar beskrivs för olika lösningar.

Flerbostadshus och småhus har delats upp på varsitt kapitel då de ekonomiska

förutsättningarna skiljer stort och påverkar valet. Påverkan på returtemperatur,

årsvariation i last på fjärrvärmenätet, värmepumpens värmefaktor och lösningens

komplexitet (nära kopplad till funktion och kostnader) är viktiga parametrar som

diskuteras.

Vilken lösning som är mest ekonomisk för fastighetsägaren beror mycket på de

aktuella förutsättningarna, främst vad gäller energibehov och relationen mellan elpris

och fjärrvärmepris. Vägledning kring det valet ges på slutet av kapitlen om

flerbostadshus respektive småhus.

7


SUMMARY

Aiming at lower energy use and lower cost in buildings, district heating is sometimes

combined with exhaust air heat pump. Previously this was found mainly in large

buildings, but in recent years it has become more frequent also in single-family

houses. Coming requirements on delivered amount of energy might further influence

towards this direction. In this report conditions during which combination can be

useful is first discussed, from the point of view of the property owner and the district

heating company, based on economy and possible energy savings.

The main part of the report describes different technical solutions when combining

district heating and exhaust air heat pump. Advantages and disadvantages of different

solutions are given. Multi-family houses and single-family houses are treated in two

separate chapters because their economic conditions are widely different. Influence

on district heating return temperature, annual variation in load on district heating

network, coefficient of performance of the heat pump and the complexity (closely

linked to function and economy) of the solution are important parameters treated.

The most economically viable solution for the property owner varies a lot depending

on the current conditions, primarily concerning energy use and the relation between

electricity price and district heating price. Guidance in this selection is given in the

end of the chapters about multi-family houses and single-family houses respectively.

8


INNEHÅLL

1 INLEDNING 10

1.1 BAKGRUND 10

1.2 SYFTE 11

1.3 MÅL 11

2 ATT KOMBINERA ELLER INTE 12

2.1 FASTIGHETSÄGARENS PERSPEKTIV 12

2.1.1 Energi 12

2.1.2 Kostnader 12

2.1.3 Energikrav 13

2.2 FJÄRRVÄRMELEVERANTÖRENS PERSPEKTIV 13

3 GRUNDLÄGGANDE PRINCIPER FÖR KOMBINATION 15

4 KOMBINATIONER I FLERBOSTADSHUS 16

4.1 BÅDE FJÄRRVÄRME OCH VÄRMEPUMP TILL BÅDE VÄRME OCH

VARMVATTEN 16

4.1.1 Värme och varmvatten med FV – VP – FV 17

4.1.2 Värme med FV och VP parallellt samt varmvatten med FV – VP – FV 18

4.1.3 Värme med FV och VP parallellt samt varmvatten i flera steg och

ackumulering 19

4.2 VÄRMEPUMP ENDAST TILL VÄRME 21

4.2.1 Värme med parallellt FV/VP förvärmare och FV eftervärmare 21

4.2.2 Värme med FV och VP parallellt 22

4.2.3 Värme med VP före FV 23

4.2.4 Värme med VP före FV och tvåstegskopplat varmvatten 24

4.3 JÄMFÖRELSE AV KOPPLINGSPRINCIPER FÖR FLERBOSTADSHUS

25

4.4 VÄGLEDNING FÖR VAL AV KOMBINATIONSLÖSNINGAR TILL

FLERBOSTADSHUS 26

5 KOMBINATIONER I SMÅHUS 27

5.1 BÅDE FJÄRRVÄRME OCH VÄRMEPUMP TILL BÅDE VÄRME OCH

VARMVATTEN 28

5.1.1 Dubbelmantlad varmvattenberedare kopplad till FV och VP 28

5.1.2 Värme respektive varmvatten med FV och VP parallellt 29

5.2 FJÄRRVÄRME ENDAST TILL VÄRME 30

5.2.1 Värme med FV och VP parallellt och varmvatten med VP 31

5.3 VÄRMEPUMP ENDAST TILL VÄRME 32

9


5.3.1 Värme med FV och VP parallellt och varmvatten med FV 32

5.4 JÄMFÖRELSE AV KOPPLINGSPRINCIPER FÖR SMÅHUS 34

5.5 VÄGLEDNING FÖR VAL AV KOMBINATIONSLÖSNINGAR TILL

SMÅHUS 35

6 DISKUSSION 36

7 BETECKNINGAR OCH SYMBOLER 38

8 REFERENSER 39

10


1 INLEDNING

1.1 Bakgrund

Det har blivit allt vanligare att fjärrvärme kompletteras med andra värmekällor,

framför allt frånluftsvärmepumpar, i bostäder. Detta kan i många fall också bli

nödvändigt för att nå kommande krav på lägre energianvändning eller köpt energi i

nybyggda bostäder (BBR 19) (Boverket 2011).

Branschen ställer krav på fjärrvärmecentraler i Svensk Fjärrvärmes tekniska

bestämmelse F:101 Fjärrvärmecentralen Utförande och installation.

Fjärrvärmecentraler för småhus är vanligen certifierade och uppfyller således vissa

kvalitetskrav. Däremot påverkas funktionen och prestandan hos en fjärrvärmecentral

vid kombination med andra värmekällor. En värmepump skulle i kombination med

fjärrvärme kunna orsaka betydligt högre returtemperaturer i fjärrvärmenätet om de

kopplas in på ett, ur fjärrvärmeperspektiv, felaktigt sätt. Rätt utformade

kombinationer påverkar fjärrvärmenätet i mycket mindre skala.

Kombinationer har tidigare analyserats och rekommendationer har givits i två

rapporter från Svensk Fjärrvärme:

Kopplingsprinciper för fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump FOU

2003:94 (Selinder et al. 2003)

Fjärrvärmecentralen Kopplingsprinciper 2009:3 (2009)

Den förstnämnda analyserar ett flertal sätt att koppla samman fjärrvärmecentral och

frånluftsvärmepump och ger rekommendation om fyra varianter som kan vara

lämpliga beroende på förutsättningar med hänsyn till returtemperatur och ekonomi.

Dessa fyra gäller främst flerbostadshus. För småhus har en variant analyserats men

rekommendation om lämplig variant saknas.

Den senare rapporten samlar i ett kapitel tio olika kopplingsprinciper för

fjärrvärmecentral och värmepump (inte specifikt frånluftsvärmepump), beskriver

dessa och anger fördelar och nackdelar.

Förutsättningar för kombination i allmänhet har ändrats och det förväntas ske

ytterligare ändringar i riktning mot:

Minskande värmebehov i byggnader

Ökat intresse av kombination i småhus för att uppfylla Boverkets krav på

energianvändning

11


1.2 Syfte

Projektets syfte är att värmepumpar hos fjärrvärmekonsumenter inte ska påverka

fjärrvärmenätet på ett negativt sätt. Samtidigt ska kombinationen fungera

tillfredsställande för konsumentens behov.

Viktiga aspekter är hur kombinationen påverkar returtemperatur och variation i last

på fjärrvärmenätet, påverkan på värmepumpens effektivitet och eventuellt

varmvattenkvalitet.

1.3 Mål

Projektets mål har varit att ge vägledning vid val av kopplingsprinciper när en

byggnad använder både fjärrvärme och frånluftsvärmepump. Detta ska säkerställa att

eventuell negativ påverkan på fjärrvärmenätet minimeras samtidigt som

konsumentens behov tillfredsställs.

Tidigare utredningar har uppdaterats med tanke på förändringar på marknaden, d.v.s.

minskade värmebehov i byggnader och ökat intresse av kombination i småhus. Olika

förutsättningar gäller för flerbostadshus och småhus. Riktlinjer har också getts baserat

på olika förutsättningar såsom värme- och varmvattenbehov, energipriser och vilka

lösningar som eventuellt finns i huset eller området sedan tidigare. Erfarenheter från

olika fjärrvärmenät har varit mycket viktiga i arbetet genom referensgruppens

medverkan. Gruppen bestod av:

Gunnar Nilsson, Göteborg Energi

Vinko Culjak, Ystad Energi

Göran Bergström, Skellefteå Kraft

Peter Larsson, Norrenergi

Fokus har varit på grundläggande principer för hur kombinationen görs

(parallellkoppling, värmeväxlare i flera steg, värmepump endast för värme etc.), och

på grundläggande skillnader i förutsättningar.

Diskussioner har också förts om hur förändringar i priser och krav kan tänkas påverka

fastighetsägare i valet om och hur fjärrvärme och frånluftsvärmepump kombineras

samt om hur fjärrvärmeleverantörer kan påverka vilka kombinationer som används.

12


2 ATT KOMBINERA ELLER INTE

2.1 Fastighetsägarens perspektiv

Den första frågan en fastighetsägare bör ställa sig inför beslutet att installera både

fjärrvärme och frånluftsvärmepump är förstås om man över huvud taget bör göra det.

Kommer energianvändningen att minska?

Kommer kostnaden att minska?

Är det nödvändigt för att uppfylla krav på energianvändning?

Är man beredd att sköta drift av ett mer komplicerat system?

2.1.1 Energi

Jämfört med att bara använda fjärrvärme minskar mängden köpt energi, men en del

av den minskade fjärrvärmeenergin ersätts av el, som oftast är dyrare, har större

primärenergianvändning och nästan alltid större klimatpåverkan. Det är alltså inte alls

säkert att minskad mängd köpt energi betyder minskade kostnader och minskad

miljöpåverkan.

2.1.2 Kostnader

Att installera dubbla värmesystem kan vara dyrt, speciellt vid små värmebehov.

Energikostnaden minskar kanske då mindre energi köps. Många fjärrvärme-

leverantörer har förutom energipriset infört, eller planerar att införa, ett pris som

baseras på maximalt uttagen effekt eller på returtemperatur. Då effekttopparna från

fjärrvärme ofta inte minskar i samma grad som energimängden vid kombination med

värmepump, blir kanske inte vinsten så stor som man först hade räknat med. Det blir

också allt vanligare att fjärrvärmepriset differentieras mellan sommar och vinter,

vilket minskar eller helt eliminerar vinsten vid användning av värmepump för

varmvatten.

En kombinerad värmelösning kräver också mer kompetens för injustering, drift och

underhåll, vilket innebär ytterligare kostnader, antingen för driften eller för att

systemet inte fungerar optimalt.

I en del fall är kombinationen lönsam, i andra fall inte. Ibland kan det vara bättre att

komplettera fjärrvärmen med värmeåtervinning genom värmeväxlare mellan frånluft

och tilluft utan värmepump, FTX.

13


2.1.3 Energikrav

Boverket ställer krav på högsta tillåten energianvändning i nybyggda hus. Kraven

skiljer mellan elvärmda hus (t.ex. värmepump) och hus med annat uppvärmningssätt

än elvärme (t.ex. fjärrvärme). Krav som kommer att gälla fullt ut från januari 2013

enligt BBR 19 (Boverket 2011) har för bostäder sammanställts i Tabell 1. Dessa data

gäller köpt energi och innefattar energi för uppvärmning, varmvatten och ev. kyla

samt fastighetsenergi för drift av pumpar etc. i värmesystem.

Tabell 1. Gränser för energianvändning enligt Boverkets byggregler, BBR 19.

Klimatzon I (norra

Sverige)

II (mellersta

Sverige)

III (södra

Sverige)

Bostäder med elvärme

[kWh/(m2 Atemp år)]

95 75 55

Bostäder med annan

uppvärmning än elvärme

[kWh/(m2 Atemp år)]

130 110 90

Som elvärmt räknas ett hus om installerad eleffekt för uppvärmning är större än

10 W/m2 Atemp (uppvärmd area). Därmed kan en byggnad med värmepump med

relativt låg effekt kombinerad med fjärrvärme räkna energianvändning enligt det

högre gränsvärdet även om en väsentlig andel är el och på så sätt lättare klara kraven

än med bara antingen värmepump eller fjärrvärme.

Diskussioner kring reglerna pågår och en förändring kan göra att förutsättningarna för

kombination blir annorlunda. Som exempel har föreningen Sveriges centrum för

nollenergihus gett ut en definition av nollenergihus, passivhus och minienergihus

(Sveriges centrum för nollenergihus 2012) med högre krav än de Boverket anger och

där el och fjärrvärme bedöms annorlunda. Där används termen elvärmd bara för

renodlade elvärmda system (inkl. värmepump). Gränsvärdena för icke elvärmda

byggnader är dubbelt så höga som de för elvärmda. För kombinerade värmekällor

räknas istället en total energianvändning där el viktas med en faktor 2,5 och

fjärrvärme med en faktor 0,8. Skulle en sådan modell användas för att bedöma

kombination av fjärrvärme och frånluftsvärmepump är det inte alls säkert att

kombinationen skulle ge bättre resultat än renodlad fjärrvärme eller värmepump.

2.2 Fjärrvärmeleverantörens perspektiv

För fjärrvärmeleverantören är det inte alltid lönsamt att dra fram ledningar till ett nytt

område där värmepumpar installeras. Det är viktigt att väga installationskostnader

mot den mängd energi som får säljas. I ett längre perspektiv bör man också väga in i

pris och prismodell hur detta påverkar kundernas val av tekniska lösningar, både i nya

och befintliga byggnader. När det gäller nybyggnadsområden kan det vara till hjälp

14


att följa utvecklingen av kravspecifikationer för att bedöma investeringar och vad

som kan väntas i området framöver.

Oavsett om fjärrvärmecentralen kombineras med andra värmekällor eller inte är det

viktigt att den uppfyller gällande krav för prestanda, säkerhet etc., vilka beskrivs bl.a.

i Svensk Fjärrvärmes tekniska bestämmelse F:101 Fjärrvärmecentralen utförande och

installation (Svensk Fjärrvärme 2008).

15


3 GRUNDLÄGGANDE

PRINCIPER FÖR

KOMBINATION

Det finns olika grundläggande strategier för vad fjärrvärme och frånluftsvärmepump

används till när de kombineras:

Både fjärrvärme och värmepump till både värme och varmvatten

Värmepump enbart till värme

Fjärrvärme enbart till värme

Andra val är:

Med eller utan värmelager (för värmepump)

Värmepump och fjärrvärme parallellkopplat, seriekopplat eller i flera steg

Fjärrvärme som brukar användas som spets

o Kompletterar värmepumpen när den är otillräckligt

o Ersätter värmepumpen (som stängs av) när den är otillräcklig

Ibland dimensioneras fjärrvärmeanslutningen för att kunna ta hela effektbehovet,

även om den bara är avsedd att spetsa värmepumpen; detta för ökad driftsäkerhet ifall

värmepumpen inte fungerar.

Både värmepumpar och fjärrvärme är generellt effektivare vid lägre temperatur. Det

finns därför inte ett enkelt och bra sätt att koppla dem i serie i en viss ordningsföljd.

En skillnad mellan förutsättningarna är att fjärrvärmecentralen har en given

framledningstemperatur från nätet (som visserligen varierar med årstid) och

upp till den nivån kan leverera värme utan minskad effektivitet. Att minimera

returtemperaturen (öka avkylningen) är betydligt viktigare. En värmepump är istället

känsligare för ökad framledningstemperatur och det är bättre att hålla en mindre

temperaturskillnad mellan fram och retur till värmepumpen.

16


4 KOMBINATIONER I

FLERBOSTADSHUS

Här följer beskrivning av några exempel på kopplingsprinciper som används i

flerbostadshus. Observera att det inte ska tolkas som en rekommendation att en viss

lösning återges. I slutet av kapitlet sammanfattas fördelar och nackdelar med de olika

varianterna. Vägledning till vad som kan vara lämpligt och vad man bör tänka på ges

baserat på förutsättningar.

4.1 Både fjärrvärme och värmepump til l både värme

och varmvatten

Om värmepumpen ska användas tillsammans med fjärrvärme för både värme och

varmvatten ger en genomtänkt och relativt komplicerad inkoppling en bättre funktion

för fjärrvärmenät och värmepump. Detta behöver vägas mot investeringskostnad och

hur komplicerad drift och underhåll blir.

17


4.1.1 Värme och varmvatten med FV – VP – FV

En variant som undersöktes i (Selinder et al. 2003) är den som visas i Figur 1. Värme

och varmvattensystemen är i detta fall parallellkopplade. Fjärrvärme används som

förvärmning och eftervärmning medan värmepumpen, för värmesystemet via

värmelager, används som värmekälla i ett mellansteg mellan de två

fjärrvärmeväxlarna. Värmepumpen används i första hand och ventilerna för

fjärrvärme öppnas när värmepumpen inte räcker till för inställd effekt och temperatur.

Den här kopplingsprincipen höjer inte returtemperaturen till fjärrvärmenätet p.g.a. att

uppvärmningen sker i tre steg. För fjärrvärmeleverantören minskar leveranserna

under hela året och kan bli obefintliga sommartid. Värmepumpen har förutsättningar

för god värmefaktor då den inte arbetar mot den högsta temperaturnivån. Eftersom

tappvarmvattnet inte lagras i en förrådsberedare ökas inte risken för bakterietillväxt.

Det som talar emot lösningen är att den innehåller många komponenter och därmed

innebär hög investering. Dock är den ändå inte speciellt komplicerad eftersom

värmepump och fjärrvärme i stort sett kan styras oberoende av varandra.

Eftersom investeringskostnaden riskerar att bli hög kan den här lösningen i första

hand rekommenderas där energianvändning och energikostnad är höga, så att man har

möjlighet att spara in startkostnaden. Den kan också vara användbar för en äldre

byggnad där det finns befintliga komponenter som kan återanvändas på ett lämpligt

sätt. Att använda värmepump för både värme och varmvatten lönar sig bäst där

skillnaden mellan el- och fjärrvärmepris är liten.

Figur 1. Värme och varmvatten parallellt, båda producerade i tre steg med fjärrvärme som

för- och eftervärmare samt värmepump i ett mellansteg.

FV

KV

VV

FV

ACKVP

18


4.1.2 Värme med FV och VP paral lell t samt varmvatten med FV –

VP – FV

Ett liknande alternativ som ovan visas i Figur 2 (Selinder et al. 2003). Som i

föregående exempel används fjärrvärme för att för- och eftervärma varmvatten medan

värmepump används till en mellannivå. Värmepumpen arbetar inte mot

ackumulatortank här men använder en slingberedartank för varmvatten. På

värmesidan skiljer lösningarna sig åt genom att fjärrvärme och värmepump här

används parallellt. Även här används värmepumpen i första hand och styrventilerna

för fjärrvärme öppnar när effekt- och temperaturbehov inte uppfylls av enbart

värmepumpen.

Fjärrvärmens returtemperatur påverkas normalt inte negativt av värmepumpen. Det

förutsätter att värmepumpen kan leverera tillräckligt hög temperatur för byggnadens

värmesystem så att inte fjärrvärmeväxlaren behöver kompensera med en högre

temperatur. Leveranserna för fjärrvärmebolaget minskar här på samma sätt som i

föregående lösning. Värmepumpens värmefaktor blir antagligen något lägre med den

här kopplingsprincipen än den föregående, då värmepumpen behöver leverera högre

temperatur till värmesystemet. Jämfört med föregående lösning kräver den här färre

komponenter, en ackumulatortank och en värmeväxlare mindre. Enligt (Selinder et al.

2003) är dock regleringen något mer komplicerad.

Kopplingsprincipen har fördelar vid ungefär samma förutsättningar som den

föregående, när skillnaden mellan el- och fjärrvärmepris är liten. Eftersom mängden

komponenter är mindre blir investeringen mindre när inga befintliga komponenter är

installerade sedan tidigare.

Figur 2. Varmvatten producerat i tre steg med fjärrvärme som för- och eftervärmare samt

värmepump i ett mellansteg. Värme med fjärrvärme och värmepump parallellt.

VP

FV

KV

VV

FV

19


Värme med FV och VP parallellt samt varmvatten i flera steg och ackumulering

Flera av deltagarna i referensgruppen har i sina fjärrvärmenät en lösning från JM i

samarbete med IVT och SWEP, som illustreras i Figur 3. På värmesidan är

kopplingsprincipen i stort sett likadan som den föregående, d.v.s. parallellkopplad.

Värmepump används i första hand och fjärrvärme används när värmepumpen inte ger

tillräcklig framledningstemperatur. På varmvattensidan är den betydligt mer

komplicerad. Där finns en slingberedare där vatten värms från värmepumpskretsen,

fjärrvärmeväxlare i två steg samt ackumulator på varmvattensidan. Kopplingarna

mellan dessa är många. Värmepumpen används när temperaturen i slingberedaren

ligger under 45-50 °C. Fjärrvärmen kompletterar kapaciteten och höjer temperaturen.

Den första fjärrvärmeväxlaren används i grunden delvis före eller parallellt med

slingberedaren från värmepump. Den tar in en blandning av kallvatten och vatten från

botten av ackumulatortanken. Slingberedaren tar in en blandning av kallvatten, vatten

från varmvattencirkulation, vatten från ackumulatortanken och i vissa fall vatten från

den första fjärrvärmeväxlaren. Detta inträffar när temperaturen hos blandningen från

ackumulatortanken och kallvatten understiger ett börvärde (t.ex. 25-30 °C). Till den

andra fjärrvärmeväxlaren blandas vatten från den första fjärrvärmeväxlaren,

slingberedaren och vvc. Det varmvatten som inte används direkt lagras i

ackumulatortanken.

Den här lösningen är den mest komplicerade som beskrivs i den här rapporten, med

många och svåröverblickbara kopplingar på varmvattensidan. Det bekräftar också de

referensgruppsdeltagare som har erfarenhet av den i sina nät. Med noggrann

injustering och underhåll finns förutsättningar för god funktion. De många

komponenterna och den komplicerade regleringen kan dock ge en hög

investeringskostnad och komplicerat/kostsamt underhåll samt risk att det inte

fungerar som tänkt.

Returtemperaturen till fjärrvärmenätet kan bli något högre än i de två föregående

lösningarna p.g.a. att värmepumpen och den första fjärrvärmeväxlaren på

varmvattensidan är delvis parallella och att ett delflöde från ackumulatortanken tas in

i den växlaren. Fjärrvärmeleveranserna minskar mest under sommarhalvåret då

värmepumpen kan täcka det mesta av värmebehovet. Dock behöver fjärrvärme

antagligen användas även sommartid för att ge tillräcklig temperatur till varmvatten.

Värmepumpen bör ha goda förutsättningar till hög värmefaktor då den inte arbetar

mot den högsta varmvattentemperaturen. Konstruktionen med ackumulering av

varmvatten kan ge förhöjd risk för bakterietillväxt.

20


VP

FV

KV

VV

FV

ACK

VVC

Figur 3. Varmvatten producerat i flera steg med fjärrvärme och värmepump samt

ackumulering. Värme med fjärrvärme och värmepump parallellt.

21


4.2 Värmepump endast till värme

Enklare och billigare inkopplingar kan väljas om värmepumpen bara används till

värme och inte till varmvatten. Då blir nyttjandetiden av värmepumpen kortare medan

fjärrvärmeleveranserna sommartid kvarstår. Variationerna över året i levererad

fjärrvärmeeffekt minskar därmed.

4.2.1 Värme med parallel lt FV/VP förvärmare och FV eftervärmare

Ett sätt att kombinera fjärrvärme och värmepump bara för värme visas i Figur 4

Värmepumpen används som primär energikälla och kompletteras när den är

otillräcklig med fjärrvärme. I ett första steg används fjärrvärme och värmepump

parallellt. En andra värmeväxlare används för eftervärmning med fjärrvärme.

Returtemperaturen till fjärrvärmenätet riskerar att påverkas negativt när

värmepumpen tar ett delflöde från fjärrvärmeförvärmaren. Positivt för

fjärrvärmeleverantören är att variationer mellan laster sommar- och vintertid minskar

genom att man levererar varmvatten året runt. Eftersom värmepumpen är kopplad till

den lägsta temperaturnivån får den förutsättningar för hög värmefaktor.

Kopplingsprincipen är enkel och innebär lägre investeringskostnad i jämförelse med

de två föregående då värmepumpen inte används till varmvatten.

Den här kopplingsprincipen har fördelar när fjärrvärmepriset, speciellt sommartid, är

betydligt lägre än elpriset. Är elpriset högt är det också extra viktigt att värmepumpen

kan ge en hög värmefaktor.

Figur 4. Värmepump endast till värme. Värmepump parallellt med fjärrvärme i ett första

steg och en andra fjärrvärmeväxlare som eftervärmare.

VP

FV

22


4.2.2 Värme med FV och VP paral lell t

En något förenklad variant av ovanstående princip fås om eftervärmaren elimineras så

att bara en fjärrvärmeväxlare används parallellt med värmepumpen, Figur 5.

Fjärrvärmereturen riskerar då inte att höjas såvida värmepumpen inte kan ge

tillräcklig temperatur till värmesystemet. Värmepumpen ger däremot en lägre

värmefaktor då den får arbeta mot högre temperatur.

I ett lågtemperatursystem (golvvärme eller lågtemperaturradiatorer) bör den här

lösningen fungera bra då både fjärrvärmeväxlare och värmepump får arbeta mot låga

temperaturer. I övrigt ger den fastighetsägaren fördelar under liknande förutsättningar

som ovanstående, när fjärrvärmepriset är betydligt lägre än elpriset.

Figur 5. Värmepump endast till värme. Fjärrvärme och värmepump parallellkopplade.

VP

FV

23


4.2.3 Värme med VP före FV

I rapporten (Selinder et al. 2003) diskuteras en annan förenklad variant av

ovanstående princip 4.2.1, där den första fjärrvärmeväxlaren saknas och istället har

ersatts av en rörbit för att ta ett delflöde genom värmepumpen och ett delflöde förbi,

Figur 6. En del av vattnet i värmesystemet värms alltså först av värmepumpen. Resten

går förbi och dessa båda delflöden eftervärms av fjärrvärme.

Den varianten innebär en förhöjd returtemperatur och är på det sättet mindre lämplig

ur fjärrvärmeperspektiv. Fördelar är förutsättningar för hög värmefaktor samt förstås

att principen är enkel och innebär en lägre investeringskostnad.

Om varmvattenbehovet är stort i förhållande till värmebehovet får den försämrade

avkylningen på värmesidan mindre betydelse och lösningen skulle möjligen kunna

vara acceptabel.

Figur 6. Värmepump endast till värme. Värmepump i serie före fjärrvärme.

VP

FV

24


4.2.4 Värme med VP före FV och tvåstegskopplat varmvatten

En liknande princip men med tvåstegskoppling för varmvattensidans

fjärrvärmeväxlare, Figur 7, finns i en fastighet bland Norrenergis kunder enligt

referensgruppens Peter Larsson.

På värmesidan är lösningen likadan som i föregående exempel. Tvåstegskopplingen

innebär att fjärrvärmesidans retur från värmedelen används för att förvärma

inkommande kallvatten i den första delen av fjärrvärmeväxlaren. Varmvattnet värms

sedan till rätt temperatur i den andra delen av värmeväxlaren, där också vatten från

vvc-kretsen kommer in.

Förvärmningen av kallvattnet gör att returen från värmedelen, och därmed den totala

returen till fjärrvärmenätet, sänks. Värmepumpens värmefaktor är god som i

föregående lösning.

Den aktuella fastigheten rymmer lägenheter och en restaurang och har därmed ett

stort varmvattenbehov. Andelen värme från värmepumpen är i det här fallet också

liten (<25 %). Detta gör värmepumpens påverkan på returtemperaturen liten. Därför

har principen där bedömts som en god lösning.

Figur 7. Värmepump endast till värme. Värmepump i serie före fjärrvärme. Fjärrvärme

tvåstegskopplad från värme till varmvatten.

VP

FV

KV

VV

VVC

FV

25


4.3 Jämförelse av kopplingsprinciper för

flerbostadshus

De kopplingsprinciper som beskrivits i avsnitt 4.1-4.2 har bedömts med avseende på

hur de påverkar:

Returtemperaturen till fjärrvärmenätet

Mängden energi som fjärrvärmebolaget får leverera och hur lasten varierar

över året

Värmepumpens värmefaktor

Varmvatten – eventuell ökad risk för fel temperatur, instabil temperatur eller

bakterietillväxt

Hur komplicerad kopplingsprincipen är och om den innehåller många

komponenter, vilket påverkar investeringskostnad och praktisk drift

En sammanställning av bedömningen visas i Tabell 2. Jämförelse har inte gjorts mot

ren fjärrvärmelösning eller någon annan fast referens, utan de olika principerna har

jämförts mot varandra för de olika parametrarna. En relativt bra lösning har värderats

med ”+”, en sämre med ”-” och en medelmåttig med ”0”. Plus- eller minustecken i

parantes betyder att det kan finnas en tendens åt ena hållet beroende på

förutsättningar. Bedömningen kan inte summeras till en total vinnare då olika

tendenser är olika starka och olika faktorer har olika relativ betydelse beroende på

aktuella förutsättningar (se vidare i följande avsnitt).

Tabell 2. Jämförelse av kopplingsprinciper för flerbostadshus (+ bra, - dåligt).

Princip (numrering enligt kapitel)

Retur-temp.

FV-leverans

VP värme-faktor

Varm-vatten

Enkel

4.1.1 FV-VP-FV/FV-VP-FV

+ - + 0 0

4.1.2 FV&VP/FV-VP-FV + - 0 0 0

0 FV&VP/FV,VP, ack (+) - + - -

4.2.1 FV&VP-FV/FV (-) + + 0 (+)

4.2.2 FV&VP/FV + + - 0 +

4.2.3 VP-FV/FV - + + 0 +

4.2.4 VP-FV/FV (2-stegs)

0 + + 0 (+)

26


4.4 Vägledning för val av kombinationslösningar till

flerbostadshus

Tabell 3 ger vägledning utifrån förutsättningar avseende energipris, typ av byggnad

och om det redan finns ett värmesystem samt hur behoven av värme och varmvatten

ser ut. Beskrivningarna av förutsättningar och kombinationer av dem är förenklingar

och de givna förslagen måste ses som en vägledning kring vad man bör tänka på, men

där det finns gränsfall och fall där någon annan lösning är lämpligare på grund av

andra faktorer.

Tabell 3. Vägledning för val av kopplingsprinciper i flerbostadshus beroende på

förutsättningar.

Energipris Befintligt system? (nytt/gammalt…)

Värme- och varmvattenbehov

Förslag

Liten skillnad mellan el och FV

Ja, en del för ombyggnad användbar utrustning finns

Stor fastighet / stort värme- och varmvattenbehov

FV och VP till både värme och VV. Princip 4.1.1 (FV-VP-FV/FV-VP-FV).


Ny byggnad Genomsnittligt värme- och varmvattenbehov / kostnad

FV och VP till både värme och VV. Princip 4.1.2 (FV&VP/FV-VP-FV).

FV-pris betydligt lägre än elpris

Ja, en del för ombyggnad användbar utrustning finns

Stor fastighet / stort värme- och varmvattenbehov

VP endast till värme. Princip 4.2.1 (FV&VP-FV/FV).


Ny byggnad Stort varmvattenbehov i förhållande till värmebehov

VP endast till värme. Princip 4.2.2 (FV&VP/FV) eller 4.2.4 (VP-FV/FV(2-stegs)).

27


5 KOMBINATIONER I SMÅHUS

Förutsättningarna för kombinationer i småhus skiljer mot flerbostadshus genom att

värmebehoven är mindre och kompetensen för att sköta systemen oftast är lägre. Det

innebär att en låg installationskostnad blir viktigare i förhållande till sparad energi

och att det är desto viktigare att systemet är enkelt. Allmänt blir kombinationer också

mindre fördelaktigt.

Det finns ett par färdiga lösningar på marknaden för kombination av fjärrvärme och

frånluftsvärmepump till småhus. Färdiga lösningar har fördelarna att de kan

produceras effektivare och därmed bli billigare och att det kan finnas kompetens att

installera och erbjuda service.

Beskrivning av några exempel på kopplingsprinciper ges i det följande. Precis som i

föregående kapitel är inte alla lösningarna rekommendationer bara för att de återges

här. I slutet av kapitlet sammanfattas fördelar och nackdelar med olika alternativ.

Vägledning vid olika förutsättningar ges också.

28


5.1 Både fjärrvärme och värmepump til l både värme

och varmvatten

5.1.1 Dubbelmantlad varmvattenberedare kopplad t i l l FV och VP

Den kombinationslösning som tidigare var dominerande för småhus är en variant av

frånluftsvärmepump med dubbelmantlad varmvattenberedare där fjärrvärme på ett

mycket enkelt sätt ersätter elpatron (som vanligen används för spetslast till

värmepump) genom att koppla den direkt till dubbelmanteln (Selinder et al. 2003), se

Figur 8. Två stora värmepumpstillverkare, Nibe och IVT, har salufört snarlika

lösningar. Värmepumpen används i första hand och värmer vattnet i en

dubbelmantlad beredare. Därifrån tas vatten till värmesystem och värmer tappvatten i

den inbyggda varmvattenberedaren. Fjärrvärme kopplas in och spetsar temperaturen i

dubbelmanteln när värmepumpen är otillräcklig.

Med den här kopplingsprincipen höjs returtemperaturen till fjärrvärmenätet (jämfört

med om enbart fjärrvärme används). Värmepumpen levererar ungefär lika mycket

värme och varmvatten under hela året tills behovet understiger kapaciteten.

Fjärrvärmeanvändningen minskas då med en jämn nivå, utom under den varmaste

tiden då troligen ingen fjärrvärme alls levereras. Värmepumpens värmefaktor blir

relativt låg då den måste hålla temperaturen i beredaren tillräckligt hög för

varmvatten. Med varmvattenberedare kan det också finnas en förhöjd risk för

bakterietillväxt, om vatten blir stillastående, jämfört med genomströmningsberedning.

Dock finns ofta en funktion för bakterieavdödning genom att regelbundet (t.ex. en

gång per vecka) höja temperaturen i beredaren.

Den här kopplingsprincipen påverkar fjärrvärmenätet negativt och är inte heller

speciellt effektiv för värmepumpen. Den har använts för att det är en enkel lösning.

Figur 8. Värmepump och fjärrvärme parallellkopplade till dubbelmantlad beredare

för värme och varmvatten.

VVB

VPKV

FV

VV

29


5.1.2 Värme respektive varmvatten med FV och VP paral lellt

Istället för att koppla fjärrvärme direkt till en dubbelmantlad beredare, kan den

kopplas in parallellt till värmesystem respektive varmvatten (Nibe FJVM 220), se

Figur 9. Värmepumpen värmer även här en dubbelmantlad beredare, som i sin tur ger

värme till värmesystemet och värmer tappvarmvatten i en beredare. Fjärrvärme

kopplas in när värmepumpen inte räcker till, för att spetsa värme och/eller

varmvatten. Det görs via värmeväxlare parallellt med värmepumpskretsarna.

Detta kräver lite fler komponenter, bl.a. en extra värmeväxlare, men ger den viktiga

fördelen att värmepumpen inte påverkar fjärrvärmens returtemperatur, så länge

värmesystemet inte kräver högre temperatur än värmepumpen kan leverera.

Användningen av fjärrvärme minskar på samma sätt som med föregående

kopplingsprincip. Parallellt med både fjärrvärmeväxlaren och

värmepumpsinkopplingen på värmekretsen finns en förbikoppling. Detta ger

värmepumpen möjlighet att hålla ett högt flöde och mindre temperaturskillnad (utan

att påverka värmesystemet eller fjärrvärmen) vilket gynnar värmefaktorn. Jämfört

med föregående lösning gynnas dessutom värmefaktorn av att spetsvärme från

fjärrvärme inte höjer temperaturen inuti dubbelmanteln. På samma sätt som ovan kan

det finnas en ökad risk för bakterietillväxt om vattnet i beredaren blir stillastående,

men risken minskas normalt av att temperaturen regelbundet höjs.

Den här kopplingsprincipen är mer lämplig för fjärrvärmenätet och ger förutsättningar

för högre värmefaktor jämfört med den föregående. Den bör därför hellre användas

där både fjärrvärme och värmepump kopplas in till både värme och varmvatten. I ett

hus med hög användning av värme och varmvatten och där skillnaden mellan

fjärrvärme- och elpris är litet kan det vara lönsamt för husägaren.

Figur 9. Värmepump med dubbelmantlad beredare parallellkopplad med fjärrvärme,

separat för värme respektive varmvatten.

VVB

VP

FV

FV

VV

KV

30


5.2 Fjärrvärme endast till värme

En kombinationslösning med färre komponenter kan fås om inte båda värmekällorna

används till både värme och varmvatten. För småhus finns färdiga lösningar där

värmepump används för både värme och varmvatten medan fjärrvärme bara används

till att spetsa värme.

31


5.2.1 Värme med FV och VP paral lell t och varmvatten med VP

Både Nibe (FJVM 120) och IVT (IVT 633) (2008) erbjuder färdiga likartade

kombinationer enligt Figur 10. Som i princip 5.1.2 är fjärrvärme och värmepump

parallellkopplade och fjärrvärme används som spets när värmepumpen inte kan

producera tillräcklig värme. Däremot finns här inte möjligheten att spetsa varmvattnet

med fjärrvärme.

Fjärrvärmereturen påverkas inte negativt av värmepumpen för värmeleveranserna.

Däremot kan returen totalt sett i genomsnitt bli något högre p.g.a. att ingen energi

levereras till varmvatten (vilket normalt ger lägre returtemperatur). Är andelen

varmvatten liten i förhållande till värmebehovet har det mindre betydelse om

fjärrvärme producerar varmvatten eller inte. Mängden fjärrvärme som används

påverkas knappast av att fjärrvärme bara spetsar värmesystemet eftersom

värmepumpen troligen klarar hela energibehovet under tider när det bara krävs till

varmvatten. Vad gäller värmepumpens värmefaktor bör den vara relativt låg, med

liknande förutsättningar som princip 5.1.1 där värmepumpen höjer temperaturen till

varmvattennivå. Som i de två ovanstående lösningarna används varmvattenberedare,

vilket kan öka risken för bakterietillväxt, men som tidigare nämnts ska det normalt

inte vara något problem eftersom temperaturen brukar höjas då och då.

Om varmvattenbehovet är litet i förhållande till värmebehovet kan det vara mer

rimligt att använda denna lösning än den föregående då det minskar antalet

komponenter och komplexiteten för varmvattenproduktion. Som för den föregående

principen är chansen till en lönsam installation för husägaren större där skillnaden

mellan el- och fjärrvärmepris är liten.

Figur 10. Fjärrvärme endast till värme. Värmepump med dubbelmantlad beredare, för

värme parallellkopplad med fjärrvärme.

VVB

VPKV

FVVV

FV

32


5.3 Värmepump endast ti ll värme

Ur fjärrvärmeleverantörens perspektiv skulle det vara bättre om värmepumpen bara

används till värme. Då skulle lastvariationer under året utjämnas och

fjärrvärmeleveranser kunna ske även sommartid.

5.3.1 Värme med FV och VP paral lell t och varmvatten med FV

I Figur 11 visas en variant liknande den föregående med den skillnaden att

varmvatten från värmepumpen har tagits bort. Varmvattnet levereras här istället av

fjärrvärme, parallellkopplat med värmen.

Vinsterna med den här kopplingsprincipen jämfört med de föregående, ur

fjärrvärmeleverantörens perspektiv, är leveranser även sommartid och lägre

returtemperatur till fjärrvärmenätet. Jämfört med om bara fjärrvärme används kapas

här fjärrvärmeleveranserna och effekttopparna under de kallare årstiderna medan

leveranserna för sommartid kvarstår och utjämnar årsvariationer. Eftersom

värmepumpen inte producerar varmvatten får den kortare användningstid, men den

får förutsättningar till högre värmefaktor och längre livslängd eftersom den inte

behöver ge lika hög temperatur. Därför behöver inte den totala minskningen i tillförd

värme från värmepumpen vara särskilt stor. Risken för bakterietillväxt i varmvattnet

är här mindre eftersom vattnet inte lagras i en beredartank. (Detta skulle förstås kunna

undvikas också i de andra alternativen genom att byta ut förrådsberedaren mot en

slingberedare.)

Här används mer fjärrvärme och mer energi totalt, men mindre el jämfört med om

värmepumpen också producerar varmvatten. Med nuvarande byggregler är det därför

svårare att komma ner till gränserna för energianvändning med denna lösning. Ändras

reglerna så att el räknas högre än fjärrvärme ändras dock förutsättningarna till fördel

för varmvattenproduktion med fjärrvärme.

Bortsett från energikrav; för att husägaren ska välja en sådan här variant istället för att

producera varmvatten med värmepump krävs att fjärrvärmepriset, speciellt

sommartid, är tillräckligt mycket lägre än elpriset. Om avkylningen har stor betydelse

i fjärrvärmepriset gynnas varianten jämfört med andra kombinationslösningar.

Jämfört med ren fjärrvärme är den här lösningen främst attraktiv för husägaren när

värmebehovet är någorlunda stort, så att investeringen i värmepump lönar sig (trots

att fjärrvärmepriset är lågt) alternativt att värmepumpen är nödvändig för att uppfylla

gällande krav på energianvändning. Inget exempel har hittats på att den här

kopplingsprincipen marknadsförs som färdig standardlösning (vilket naturligtvis inte

innebär att den inte existerar någonstans) men bedömningen är att den bör vara

gynnsam under rätt förutsättningar.

33


Figur 11. Värmepump endast till värme. Fjärrvärme och värmepump parallellkopplade.

VP FV

FV

VV

KV

34


5.4 Jämförelse av kopplingsprinciper för småhus

På samma sätt som kopplingsprinciperna för flerbostadshus i tidigare kapitel, har

lösningarna för småhus som beskrivits i avsnitt 5.1-5.3 bedömts med avseende på hur

de påverkar:

Returtemperaturen till fjärrvärmenätet

Mängden energi som fjärrvärmebolaget får leverera och hur lasten varierar

över året

Värmepumpens värmefaktor

Varmvatten – eventuell ökad risk för fel temperatur, instabil temperatur eller

bakterietillväxt

Hur komplicerad kopplingsprincipen är och om den innehåller många

komponenter, vilket påverkar investeringskostnad och praktisk drift

En sammanställning av bedömningen visas i Tabell 4. Jämförelse har inte gjorts mot

ren fjärrvärme eller mot någon annan fast referens, utan de olika principerna har

jämförts mot varandra för de olika parametrarna. En relativt bra lösning har värderats

med ”+”, en sämre med ”-” och en medelmåttig med ”0”. Plus- eller minustecken i

parantes betyder att det kan finnas en tendens åt ena hållet beroende på

förutsättningar. Bedömningen kan inte summeras till en total vinnare då olika

tendenser är olika starka och olika faktorer har olika relativ betydelse beroende på

aktuella förutsättningar (se vidare i följande avsnitt).

Tabell 4. Jämförelse av kopplingsprinciper för småhus (+ bra, - dåligt).

Princip (numrering enligt kapitel)

Retur-temp.

FV-leverans

VP värme-faktor

Varm-vatten

Enkel

5.1.1 FV&VP,VVB - - - (-) +

5.1.2 FV&VP/FV&VP (+) - 0 (-) -

5.2.1 FV&VP/VP 0 - - (-) +

5.3.1 FV&VP/FV + + + 0 +

35


5.5 Vägledning för val av kombinationslösningar till

småhus

Tabell 5 ger vägledning för kopplingsprinciper utifrån förutsättningar avseende

energipris, huruvida fjärrvärme redan är framdraget i området samt hur stora behoven

av värme och varmvatten är. Beskrivningarna av förutsättningar och kombinationer

av dem är förenklingar och de givna förslagen måste ses som en vägledning kring vad

man bör tänka på, men där det finns gränsfall och fall där någon annan lösning är

lämpligare på grund av andra faktorer.

Tabell 5. Vägledning för val av kopplingsprinciper i småhus beroende på

förutsättningar.

Energipris Fjärrvärme framdraget i området?

Värme- och varmvattenbehov

Förslag


Ja/nej Stort värme- och varmvattenbehov

FV och VP till både värme och VV. Princip 5.1.2 FV&VP/FV&VP.


Ja Stort eller genomsnittligt värmebehov, litet varmvattenbehov.

FV bara till värme. Princip 5.2.1 FV&VP/VP.


Nej Litet värme- och varmvattenbehov

Bara VP. (Antagligen inte lönsamt att dra fram fjärrvärme.)


Ja/nej Stort eller genomsnittligt värmebehov

VP endast till värme. Princip 5.3.1 FV&VP/FV.


Ja Litet värme- och varmvattenbehov

Bara FV. (Värmeåtervinning kan ev. ske med FTX istället.)

36


6 DISKUSSION

Om och hur fjärrvärme och frånluftsvärmepump bör kombineras varierar kraftigt med

förutsättningar såsom storlek på fastighet, energianvändning, energipriser och

(framförallt för nya byggnader) energikrav. I kapitel 4.4 och 5.5 har vägledning för att

välja teknisk lösning getts för flerbostadshus respektive småhus. Fjärrvärme-

leverantören kan till viss del påverka vad fastighetsägaren väljer genom sin

prismodell och genom var nya fjärrvärmeledningar dras.

Många i fjärrvärmebranschen är oroliga för frånluftsvärmepumpars negativa påverkan

på nätet. Tas hänsyn till vägledning i den här rapporten kommer returtemperaturen att

påverkas mycket mindre negativt än med en del andra lösningar som förekommer.

Variation i fjärrvärmelaster över året kan vara problematiskt, speciellt i nät med stor

andel spillvärme eller avfallsförbränning. Dessa variationer är antagligen svårare att

påverka genom rekommendationer, då olika kopplingsprinciper kan ge stora

kostnadsskillnader. För att påverka fastighetsägare att använda lösningar som ger

mindre variationer är det viktigt att fjärrvärmepriset är tillräckligt mycket lägre än

elpriset, främst sommartid, så att varmvatten kan levereras året runt (jämför med

kapitel 4.4 och 5.5). Hur krav på energianvändning från Boverket och andra aktörer

utvecklas har också stor betydelse, speciellt i ny bebyggelse. Som elvärme och annan

värme värderas i nuläget är det oftast lättare att klara kraven med värmepump

inkopplad till både värme och varmvatten (se även kapitel 2.1.3).

Vid Göteborg Energi (Gunnar Nilsson) har Inspecta identifierat en säkerhetsmässig

risk vid kombinationer av värmesystem. Om ventiler i fjärrvärmeledningarna stängs

(t.ex. för underhåll) kan dessa värmas ”bakvägen” av värmepumpen (eller annan

värmekälla) så att trycket stiger okontrollerat. Någon form av avsäkring behövs för att

säkerställa att detta inte sker.

Det som främst har diskuterats i rapporten är principerna för hur fjärrvärme och

frånluftsvärmepump kopplas rörmässigt. I och med att priser (och krav) förändras kan

det ibland vara lönsamt att reglera utrustningen på ett annat sätt än vad som var tänkt

från början, vanligen att värmepumpen används i första hand och fjärrvärme går in

när behovet är större. Vid differentierat vinter/sommar-pris på fjärrvärmen och en

ekonomiskt optimal styrning kanske inte värmepumpen ska starta förrän vinterpris

införs, vilket skulle kunna vara gynnsamt både för fastighetsägaren och för

fjärrvärmeleverantören. Däremot motverkas en sådan driftsoptimering av

energikraven i nuvarande byggregler (BBR19) och energideklarationernas

utformning. Vid ett framtida scenario med rörliga och tidvis mycket höga elpriser kan

det också vara olönsamt att köra värmepumpen, så att fjärrvärmen kopplas in istället.

Det ger avlastning för elnätet men är inte lika positivt för fjärrvärmenätet då detta

normalt inträffar när efterfrågan även på fjärrvärme är som störst. Ett fjärrvärmepris

37


som mer följer elprisets variationer skulle minska risken för denna typ av

suboptimering.

En helt annan variant på kombination av fjärrvärme och värmepump, som vi valt att

inte ta upp i huvudkapitlen därför att det är långt ifrån någon standardlösning och för

att förutsättningarna skiljer kraftigt mot det ”normala”, skulle kunna användas i ett

lågtempererat fjärrvärmenät (t.ex. sekundärnät, returvärmenät). Låg temperatur skulle

ge fjärrvärmeleverantören många fördelar (högre verkningsgrad och elutbyte i

produktion, mindre värmeförluster, billigare komponenter och om temperatur-

skillnaden blir större, mindre pumparbete och större kapacitet). Räcker temperaturen

då inte till för varmvatten skulle värmepump kunna användas för att spetsa detta.

Tanken är då att fjärrvärme används som huvudsaklig värmekälla och att

värmepumpen bara går in när det behövs.

38


7 BETECKNINGAR OCH

SYMBOLER

Atemp Uppvärmd area

FC Fjärrvärmecentral

FV Fjärrvärme

FVP Frånluftsvärmepump

KV Kallvatten

VP Värmepump, syftar i denna rapport allmänt på frånluftsvärmepump

VV Varmvatten

VVC Varmvattencirkulation

Värmesystem (radiatorer etc.)

Värmeväxlare

Slingberedare för varmvatten

(Frånlufts)värmepump

Ackumulatortank

Pump

Ventil

Fjärrvärmekrets

Värmepumpskrets

Värmekrets

Tappvattenkrets

VP

ACK

39


8 REFERENSER

"Fjärrvärmemodul FJVM 220 - produktblad", NIBE AB. "M10569 – FIGHTER 310P/360P med fjärrvärmemodul FJVM 120 - principschema", NIBE AB. "IVT 633 Användarhandledning", IVT Industrier AB. 2008. "Fjärrvärmecentralen Kopplingsprinciper". 2009:3, Svensk Fjärrvärme. 2009. Boverket: "Regelsamling för byggande, BBR 2012/BBR 19, BFS 2011:6 med ändringar t.o.m. BFS 2011:26". 2011. Selinder, P., H. Wallentun och H. Zinko: "Kopplingsprinciper för fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump". FOU 2003:94, ZW Energiteknik. 2003. Svensk Fjärrvärme: "Fjärrvärmecentralen. Utförande och installation". Tekniska bestämmelser F:101. 2008. Sveriges centrum för nollenergihus: "Kravspecifikation för nollenergihus, passivhus och minienergihus Bostäder". 2012.

fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump i kombinationDet har blivit allt vanligare att fjärrvärme kombineras med en frånluftsvärmepump för att minska mängden köpt energi i större fastigheter, och på senare år har det också blivit vanligare i småhus.

Här beskrivs olika tekniska lösningar och diskuteras under vilka förutsättningar det kan vara lämpligt att kombinera fjärrvärme och värmepump sett ur fastighetsägarens och fjärrvärmeleverantörens perspektiv med tanke på ekonomi och eventuella energibesparingar. De viktigaste parametrarna handlar om påverkan på returtemperatur, variation i last på fjärrvärmenätet under olika delar av året, värmepumpens värmefaktor och lösningens komplexitet kopplad till funktion och kostnader.

I slutet av rapporten ges en vägledning för flerbostadshus respektive småhus. Vilken lösning som är mest ekonomisk för fastighetsägaren beror på de aktuella förutsättningarna. Det kan till exempel handla om vilket energibehov fastigheten har och relationen mellan priset på el och fjärrvärme.

Svensk Fjärrvärme • 101 53 Stockholm • Telefon 08-677 25 50 • Fax 08-677 25 55

Besöksadress: Olof Palmes gata 31, 6 tr. • E-post [email protected] • www.fjarrsyn.se

Forskning som stärker fjärrvärme och fjärrkyla, uppmuntrar konkurrenskraftig affärs- och

teknikutveckling och skapar resurseffektiva lösningar för framtidens hållbara energisystem.

Kunskap från Fjärrsyn är till nytta för fjärrvärmebranschen, kunderna, miljön och samhället i

stort. Programmet finansieras av Energi myndigheten tillsammans med fjärrvärmebranschen

och omsätter cirka 19 miljoner kronor om året. Mer information finns på www.fjarrsyn.se

fjärrvärmecentral och frånluftsvärmepump i kombination · 2015. 10. 27. · 4.2.2 Värme med FV och VP parallellt 22 4.2.3 Värme med VP före FV 23 4.2.4 Värme med VP före

Documents