Artikkelen er skrevet av Jørn Stene, COWI AS / NTNU

"Varmepumpekonsepter i tilnærmet nullenergibygg (NZEB)"

Fagartikkel: IEA Heat Pump Programme, Annex 40

0

I Norge har Norges Vassdrags- og energidirektorat (NVE) hatt ansvaret for implementeringen av direktivene. Energi- og miljøambisjonene for nye og rehabiliterte bygg har gradvis beveget seg fra dagens byggestandard til bygg av lavenergi- og passivhusstandard, nullenergibygg og plussenergibygg.

Lavt årlig primærenergibehov oppnås først og fremst med en godt isolert og tett bygningskropp, ventilasjonssystemer med lav SFP-verdi og høyeffektiv varmegjenvinning, energieffektiv belysning og utstyr, effektiv solavskjerming, utnyttelse av termisk masse for utjevning av temperatursvingninger samt energieffektive systemer for romoppvarming, oppvarming av ventilasjonsluft, varmtvannsberedning og kjøling, fortrinnsvis basert på en stor andel fornybare termiske energikilder. Sistnevnte punkt inkluderer også maksimal varmegjenvinning internt i bygget, f.eks. fra kjølesystemer for prosesskjøling (data, IT). For å oppnå nullenergi- og plussenergistandard må det for øvrig produseres elektrisitet lokalt, vanligvis med et stort antall solcellepaneler på tak og/eller vegg.

I sine langsiktige strategiplaner anser EU varmepumpe- og kjøleanlegg som en viktig teknologi for å oppnå lav primærenergiforbruk i alle typer bygninger (Roadmap 2050).

Innenfor Det internasjonale energibyråets (IEAs) Varmepumpeprogram, hvor 12 av 16 medlemsland ligger i Europa, har det de senere årene vært gjennomført flere forsknings- og utviklingsprosjekter med varmepumper i lavenergibygg, passivhusbygg og såkalte «tilnærmet nullenergibygg» (NZEB – Near Zero Energy Buildings). Mens IEA Annex 32, «Economical Heating and Cooling Systems for Low-Energy Houses» (2006-2011), hadde fokus på varmepumpeløsninger i boligbygg, har IEA Annex 40, «Heat Pump Concepts for Nearly Zero Energy Buildings» (2012-2015) i stor grad også sett på varmepumpesystemer i større bygninger.

Norge representert ved SINTEF Energi AS (Maria Justo Alonso) samt COWI AS og NTNU (Jørn Stene) har deltatt aktivt i begge Annex’ene. I Annex 40 deltok i tillegg Canada, Finland, Tyskland, Japan, Nederland, Sverige, Sveits og USA. Sveits har vært såkalt Operating Agent, og har bl.a. hatt ansvaret for organisering av møter og workshoper samt utarbeidelse av alle sluttrapporter.

Den norske aktiviteten i Annex 40 har vært finansiert av Enova SF samt NTNU-SINTEFs forskningssenter for Zero Emission Buildings (www.zeb.no). En betydelig andel av de norske resultatene er basert på Masteroppgaver ved NTNU.

Det er utarbeidet tre norske Annex 40-rapporter om varmepumpesystemer i passivhus (NZEB), som burde interessere den norske VVS- og varmepumpebransjen:

·         Statusrapport (State-of-the-art Report)
·         Modellering og simulering
·         Feltmålinger i større bygninger

Statusrapporten forklarer NZEB-konseptet, og gir en oppdatert oversikt over byggsertifisering, passivhusmarkedet, varmepumpemarkdet osv. i Norge. Videre presenteres aktuelle varmepumpeløsninger i ulike typer passivhus (boligbygg, næringsbygg) inkl. siste nytt innen høyeffektiv varmepumpeteknologi. Det er også vist eksempler på realiserte og planlagte varmepumpeinstallasjoner i norske boligbygg og næringsbygg av passivhusstandard.

Rapporten om modellering og simulering omhandler utarbeidelse av effekt-varighetskurver for ulike typer passivhusbygg med dataprogrammet Simien, avansert og detaljert modellering av varmepumpesystemer i Modelica samt modellering av NZEB-varmepumper i Mathlab. Sistnevnte modell skal etter hvert bli et verktøy, som skal benyttes til optimalisering av varmepumpesystemer for oppvarming og kjøling av yrkesbygg av passivhusstandard.

Rapporten om feltmålinger omhandler målinger og detaljert analyse av COâ‚‚-varmepumpen for varmtvannsberedning ved Tveita Borettslag samt varmepumpe- og kjølesystemene i de unike kontorbyggene Miljøbygget GK og Powerhouse Kjørbo.

De norske rapportene samt sammendragsrapportene for Annex 40 kan fås ved henvendelse til undertegnede (jost@cowi.no). Rapportene vil etter hvert kunne lastes ned fra hjemmesiden til IEA HPP Annex 40 (www.annex40.net).