Illustrasjonsfoto.

Analyse av feltmålinger av varmepumper

Tema; Varmepumpeanlegg, analyser av feltmålinger

0

I 15 eneboliger hvor varmepumpeanlegg er installert, med økonomisk støtte fra Enova, ble det installert måleutstyr og timesverdiene for 2014 deretter analysert. 

Tidligere lite dokumentert
Energibruk til drift av varmepumper er per i dag lite dokumentert.  Enova ønsket derfor bedre oversikt over faktisk energibruk til vannbårne varmepumper, med tilhørende årsvarmefaktor.

-Intensjonen med prosjektet var å finne ut mer om hva som kjennetegner gode og dårlige varmepumpeanlegg. Analyser av feltmålinger er viktig for å finne ut mer om hva som skal til for at varmepumper som leverer til vannbåren varme får best mulig årsvarmefaktor, sier energirådgiver Stig Allan Stokvik i Enovas svartjeneste, Enova Svarer.

Varmepumpene som er blitt analysert henter energi fra bergvarme og uteluft, og omfatter fem anlegg for luft/vann- og ti anlegg for væske/vann-varmepumper. 

-Anleggene ligger relativt nært geografisk, i Oslo og Bærum, og i tilnærmet samme klima. Dette gir godt grunnlag for sammenlikning, forklarer Stokvik.

Installert effekt ligger mellom 5 kW og 17kW, og målt effekt varierer fra 4 kW til 17 kW. BRA varierer fra rundt 200 til 400 m2  og arealene varmepumpeanlegget varmer opp varierer en god del.

Analyseresultatene
I analysen av feltmålingene var det fokus på å finne faktisk årsvarmefaktor for varmepumpeanleggene, inkludert spisslast og tappevannsberedere. Varmefaktoren avhenger av om varmepumpen kan benyttes på maks effekt under ideelle forhold, eller om den må gå på dellast. Varmefaktoren synker med synkende effektbehov, samtidig som varmefaktoren for luft-vann varmepumper synker med lave utetemperaturer og høy avrimingsfrekvens.

Resultatene fra analyser av feltmålingene viser gjennomsnitt SPF_A faktor (inklusiv kompressor, styresystem, brinepumpe, spisslast og distribusjonspumpe) for luft/vann- varmepumper på 1,72, (fra 2,27 til 1,14), og gjennomsnitt SPF_A faktor for væske/vann- varmepumper på 2,44 (fra 3,95 til 1,51).

Væske-vann pumper viser, som forventet, bedre årsvarmefaktor enn luft-vann pumper.
– Hovedårsaken er at varmeopptakskilden i grunnvarme har høyere temperatur gjennom hele året, og uteluft har lavest temperatur når varmebehovet er størst. Faktoren er lavere når det også leveres varme til varmtvann fordi varmebehovet på sommerhalvåret er lavt, og varmepumpen leverer i hovedsak bare varme til tappevann. Varmepumpen får da lav brukstid, forklarer Stokvik.



 

-Analysen av feltmålingene som ble gjort, viser stort forbedringspotensial for flere av varmepumpeanleggene. Riktig dimensjonering, i forhold til effektbehov, oppbygging av anlegg med bereder eller akkumulatortank, innjustering og oppvarming og styring av tappevann, er blant forholdene som fremheves som særlig viktige, forklarer Stokvik.

Hvordan sikres høy kvalitet på vannbårne varmeanlegg?
-For å danne et grunnlag for rammevilkårene et varmesystem skal jobbe under, bør varmeeffektbehovet gjennom året visualiseres. Dette kan illustreres i et effekt-varighetsdiagram som gir informasjon om de ulike effektbehovene, forklarer Stokvik.

Effekt-varighetsdiagrammet konstrueres ved å sortere varigheten til simulert varmeeffektbehov time for time over året i synkende rekkefølge. Dette gir grunnlag for å dimensjonere varmeanlegg og krav til varmesentralens dellastegenskaper, der dette fremkommer.

Oppbygging av et effekt-varighetsdiagram er relativt komplekst og omfatter både brutto og netto effektbehov, og det må tas hensyn til soltilskudd og varmelaster.

-Varmeeffektbehovet fremkommer som et sammensatt resultat av et sett statiske og dynamiske elementer. Både utetemperaturavhengige og temperaturuavhengige varmebehov inngår i diagrammet, forklarer Stokvik.

Eksempler på statiske elementer er konstruksjonenes termiske egenskaper [W/m2K], varmetapstall, vinduer og ytterdører, kuldebroverdi, tetthet, oppvarmet BRA og luftvolum. Dynamiske elementer er inne- og utetemperatur, som påvirker varmeeffektbehovet gjennom kreative betraktninger.

-For å sikre høy kvalitet på vannbårne varmeanlegg bør det stilles konkrete krav til at dimensjonering, installasjon, overtakelse og drift er i henhold til VVS, varme- og kuldebransjens ”beste praksis”, og Rørhåndboken, varmenormen og  norsk kulde- og varmepumpenorm, sier Stokvik.

Feil under prosjekterings- og installasjonsfase eller feilaktig vedlikehold og drift av varmesystemet vil ofte føre til redusert fornybar varmeleveranse og økt bruk av spisslast.

-Resultatet blir da økte utslipp, økt energibruk, redusert komfort og øke utgifter til vedlikehold og utbedringer. Derfor er rett dimensjonering og drift helt avgjørende for resultatet, presiserer Stokvik.

Les mer
Rapporten «Analyser av feltmålinger av varmepumper i boliger» i sin helhet kan lastes ned her;
www.enova.no – rapporter – publikasjonssenter – rapporter og studier.