Konvertering fra elvarme til luft-vandvarmepumpe
Hvad handler det om?
I et hus med elvarme (el-radiatorer), beliggende i et område uden tilslutningspligt til fjernvarme eller naturgas, kan det være en god idé at erstatte el-radiatorerne og varmtvandsbeholderen/el-vandvarmeren med en luft-vandvarmepumpe (luft-til-væske varmepumpe).
En luft-vandvarmepumpe består af en udedel og en indedel. Udedelen optager varmeenergi fra luften. Denne varmeenergi løftes i varmepumpen til et højere temperaturniveau til brug for opvarmning og varmt brugsvand.
Ved dette temperaturløft bruges el, og temperaturløftet bør derfor være så lavt som muligt.
Fordele
Lavere varmeregning
Reduktion af CO₂-udslip
Større uafhængighed af stigende energipriser
Bedre udnyttelse af den stigende andel af vind- og solenergi i elproduktionen
Sådan kan det se ud
Anbefaling
Der bør i den enkelte bygning foretages en konkret vurdering af, om der skal efterisoleres eller udføres andre energibesparende tiltag, før varmepumpen dimensioneres. Optimal drift opnås ved en dimensionering, der matcher husets reelle varmebehov.
En luft-vandvarmepumpe giver den bedste energieffektivitet i et hus med lavtemperaturvarmeafgiver som fx gulvvarme eller store radiatorflader.
Installationen skal altid leve op til det gældende bygningsreglement samt gældende standarder for vand- og varmeinstallationer, herunder DS 469 og DS 452.
Det anbefales, at der vælges en luft-vandvarmepumpe der som minimum er A++-mærket. Vælg en frekvensreguleret varmepumpe. Hvis varmepumpen er frekvensreguleret kan den bedre tilpasse sin kapacitet til det variende varmebehov.
På den måde opnås længere driftsperioder for varmepumpen, hvilket forlænger dens levetid og giver en forøget virkningsgrad (Inverterstyret og behovsstyret er andre ord for samme teknologi: frekvensregulering).
På Energistyrelsens varmepumpeliste findes et udsnit af de bedste varmepumper på det danske marked. Varmepumperne på listen er testet af et uafhængigt laboratorium og overholder kravene i ecodesign.
Energiklassen A++ indeholder følgende SCOP-værdier for luft-vandvarmepumper:
- Luft-vandvarmepumpe til gulvvarme SCOP-værdi fra 4,0 til 5,25
- Luft-vandvarmepumpe til radiatorer SCOP-værdi fra 3,2 til 3,78
SCOP-værdien (seasonal coefficient of performance) definerer varmepumpens ydelse i løbet af året og medregner sæsonbestemte variationer.
En SCOP-værdi på 3,9 betyder fx, at varmepumpen i gennemsnit leverer 3,9 gange så meget energi til opvarmning end den elektriske energi, den bruger. SCOP-værdien indeholder ikke bidrag fra varmtvandsproduktion.
Varmtvandsproduktion foregår ved en lavere effektivitet. Der bør altid vælges en varmepumpe fra Energistyrelsens produktliste – se link under afsnittet ”Yderligere information”.
Energibesparelse
Nedenstående tabel viser den omtrentlige energibesparelse, der kan opnås ved konvertering af elvarme til en luft-vandvarmepumpe, som enten skal forsyne et gulvvarmeanlæg eller et radiatoranlæg.
Luft-vandvarmepumpe - gulvvarme
Areal m2 |
Energibesparelse i kWh/år |
|||
---|---|---|---|---|
100 | 13.543 | 11.634 | 6.860 | 5.124 |
140 | 18.280 | 14.269 | 8.253 | 4.999 |
180 | 23.016 | 17.860 | 10.125 | 6.038 |
Luft-vandvarmepumpe - radiatorer
Areal m2 |
Energibesparelse i kWh/år |
|||
---|---|---|---|---|
100 | 12.681 | 10.884 | 6.394 | 4.797 |
140 | 17.135 | 13.363* | 7.705** | 4.655 |
180 | 21.590 | 16.740 | 9.466 | 5.633 |
Eksempler på brug af skemaet:
* Eksempel 1:
Et hus fra 1965 på 140 kvadratmeter, der opvarmes med elvarme, kan spare ca. 13.363 kWh om året ved at skifte til en luft-vandvarmepumpe, der forsyner et radiatoranlæg.
** Eksempel 2:
Samme hus og luft-vandvarmepumpe som i eksempel 1, men gulvet, hulmuren og loftet er efterisoleret, så det næsten opfylder kravene for 1980-1999 huse. Den årlige energibesparelse ved at skifte til en luft-vandvarmepumpe udgør 7.705 kWh.
Forudsætninger
Skift fra elvarme.
Byggeår 1930 - 1959
- Isolering gulv: ca. 50 mm
- Isolering hulmur: Ingen
- Isolering loft: ca. 30 mm
- Vinduer: Forsats/koblet
Byggeår 1960 - 1979
- Isolering gulv: ca. 50 mm
- Isolering hulmur: ca. 75 mm
- Isolering loft: ca. 100 mm
- Vinduer: Termoruder
Byggeår 1980 - 1999
- Isolering gulv: ca. 150 mm
- Isolering hulmur: ca. 100 mm
- Isolering loft: ca. 200 mm
- Vinduer: Termoruder
Byggeår 2000 - 2005
- Isolering gulv: ca. 200 mm
- Isolering hulmur: ca. 125 mm
- Isolering loft: ca. 250 mm
- Vinduer: Energiruder
Eksempel på energibesparelse
Energibesparelsen i et konkret hus fås ved at regne nedenstående eksempel igennem med husstandens faktiske elforbrug. Altså skal man erstatte elforbrug nedenfor med de konkrete tal fra det hus, man undersøger.
Årlig energibesparelse kWh
Elforbrug til radiatorer | 25.000 kWh | |
---|---|---|
Husets faktiske varmebehov | 1 x 25.000 kWh = | 25.000 kWh |
Elforbrug til varmepumpe | ((25.000 kWh – 2.920 kWh)/3,2) + (2.920/2,4) = | 8.117 kWh |
Besparelse | 25.000 kWh – 8.117 kWh = | 16.883 kWh |
Årlig økonomisk besparelse kr.
Omkostninger til elradiatorer | 25.000 kWh x 1,60 kr./kWh = | 40.000 kr. |
---|---|---|
Omkostninger til varmepumpe | 8.117 kWh x 1,60 kr./kWh = | 12.987 kr. |
Service | 1.500 kr. | |
Årlig drift af ny varmepumpe i alt | 12.987 + 1.500 = | 14.487 kr. |
Besparelse | 40.000 kr. – 14.487 kr. = | 15.512 kr. |
Årlig CO₂-besparelse kg
CO₂-udledning for elradiatorer | 25.000 kWh x 0,211 kg/kWh = | 5.275 kg |
---|---|---|
CO₂-udledning for varmepumpe | 8.117 kWh x 0,211 kg/kWh = | 1.713 kg |
Besparelse i kg | 5.275 kg – 1.713 kg. = | 3.562 kg |
Besparelse i tons | 3,6 ton |
Forudsætninger
For den del af husstandens elforbrug, der ligger over 4.000 kWh reduceres elafgiften. Såfremt varmepumpen leverer mindst 50 % af det samlede varmeforbrug, kan der opnås en elrabat. PSO-afgiften, som er en del af elprisen, nedsættes gradvist fra 2017-2022. Derfor bliver driftsudgifterne til en luft-vandvarmepumpe lavere i disse år.
Elpris med reduceret elafgift: 1,60 kr./kWh (ved forbrug over 4.000 kWh og registrering i BBR som elopvarmet bygning).
I et parcelhus på 130 m2 med et forbrug på 25.000 kWh el pr. år konverteres en el-radiatorerne til en luft-vandvarmepumpe. Nettovarmebehovet til opvarmning af varmt brugsvand er sat til 2.920 kWh (4 personer).
Varmepumpen har en SCOP på 3,2 ved produktion af varme og en SCOP på 2,4 ved produktion af varmt brugsvand (skønnet 75 % af SCOP’en ved produktion af varme), mens elradiatorerne har en årsnyttevirkning på 100 %.
Varmeproduktion ved forskellige brændsler
- 1 liter olie = 8-10 kWh
- 1 m³ naturgas = 9-11 kWh
(højest for nye kedler)
CO2-udledning for forskellige opvarmningsformer
Naturgas: 0,205 kg CO₂ pr. kWh
Fyringsolie: 0,266 kg CO₂ pr. kWh
Fjernvarme: 0,072 kg CO₂ pr. KWh
El: 0,211 kg CO₂ pr. kWh
Der kan som regel ikke opnås myndighedstilladelse til varmepumpeinstallationen, hvis der er tilslutningspligt til kollektiv varmeforsyning. Hvis installationen skal udføres i et område med kollektiv varmeforsyning, kan den enkelte kommune kontaktes for at få information om lokale regler og krav.
Der bør i den enkelte bygning foretages en konkret vurdering af, om der skal efterisoleres eller udføres andre energibesparende tiltag, før varmepumpen dimensioneres. Optimal drift opnås ved en dimensionering, der matcher husets reelle varmebehov.
Anvendes der brændeovn som suppleringsvarme, kan der opstå usikkerhed om dimensioneringen af varmepumpen. Afklar sammen med kunden de forudsætninger for dimensioneringen, der hænger sammen med hvor ofte brændeovnen bruges, og angiv dette i det endelige tilbud.
For at opnå/sikre en høj effektfaktor skal der, ved drift med luft-vandvarmepumper, benyttes lave fremløbs- og returtemperaturer i varmeanlægget. Hvis der installeres et radiatoranlæg, betyder det, at radiatorernes samlede varmeflade skal være stor nok til at kunne dække det dimensionerende varmetab ved de lave temperaturer.
En beregning vil vise hvilket radiatorareal, det er nødvendigt at installere. Til det formål anvend guiden ”Varmeafgiversystem til varmepumper” og regnearksværktøjet ”Beregning af varmeafgivere”.
Guiden og værktøjet kan hentes her
Her anbefales det, at temperaturen på frem/retur ikke overstiger 50/40°C.
Alternativt kan det dimensionerende varmetab reduceres ved at foretage energibesparende foranstaltninger som fx efterisolering af ydervægge og lofter samt udskiftning af vinduer.
Ved luft-vandvarmepumper er det vigtigt, at der cirkulerer en stor vandstrøm i anlægget for at opnå en effektiv køling af varmepumpens kondensator. Flowet af radiatorvand (eller gulvvarmevand) baseres på en afkøling på maximalt 10 °C. Det vil sige, at der skal være et relativt stort flow.
Eksempel: En varmepumpe installeres i et hus med et tostrengsvarmeanlæg med seks radiatorer med radiatortermostater. Husets dimensionerende varmetab er 6,8 kW. Varmefyldefaktoren er 0,86, og afkølingen 10 ºC.
Svar: Den nødvendige vandstrøm for eksemplet er:
(6,8 kW ∙ 0,86)/(10 °C) = 0,59 m³ /h=590 l/h
Flowet gennem hver radiator er højst 100 l/h, dvs. 0,6 m³ /h for de seks radiatorer. I dette tilfælde er der god tilpasning mellem varmepumpe og varmeanlæg.
For et PEX-rør skal man passe på, at tryktabet ikke er for højt. Det bør ikke være over 200 Pa/m. Der bør regnes på det samlede rørsystem for sikre sig, at der kan leveres vand nok til hver radiator.
For varmepumper skal der leveres 2 til 3 gange så meget vandflow som til eksempelvis fjernvarme.
Tabellen viser tryktab i PEX-rør som funktion af flowet:
l/h | F2120-8 | Tryktab |
590 | 28 mm | 195 Pa/m |
400 | 22 mm | 186 Pa/m |
295 | 22 mm | 170 Pa/m |
200 | 19 mm | 162 Pa/m |
100 | 16 mm | 125 Pa/m |
Til en standardradiator på 1.000 W skal der bruges ca. 86 l/h.
Ved ren gulvvarme kører varmepumpen direkte på gulvvarmen uden blandesløjfe. Her er max. 10 °C afkøling ofte i overkanten. Jo mindre varmebehov og jo lavere fremløbstemperaturer, des mindre bliver afkølingen. Eller med andre ord: Jo tættere gulvvarmens temperatur er på rumtemperatur, des mindre afkøling.
I sådanne tilfælde er afkølingen måske på 4-6 °C. Det vil sige, at her er det ikke noget problem at opnå et stort flow. Dette kræver en pumpe med mere tryk og flow end ved radiatordrift.
Termostatventiler Radiatorer skal forsynes med termostatventiler for at opnå en god drift. Ved termostatventiler med forindstilling bør denne fastlægges, så der opnås et minimums flow på 100 l/h ved forindstillingen også ved små radiatorer.
Der opnås den bedst mulige varmeøkonomi ved at benytte den lavest mulige varmekurve, som udtrykker sammenhængen mellem udetemperaturen og fremløbstemperaturen.
De fleste nye varmepumper justerer automatisk fremløbstemperaturen efter udetemperatur. Herved opfyldes bygningsreglementets krav om vejrkompensering.
Behovet for en lav varmekurve skyldes, at varmepumpens effektivitet forringes med 1-3 % pr. grad, varmekurven hæves. Det kan ofte svare sig at holde de primære radiatorer helt åbne (5 på termostaten) og sigte efter en indstilling, som lige akkurat sikrer ønsket komfort. Vejrkompenseringsanlægget indeholder ofte også en rumføler, som således kan benyttes.
De typisk ind- og udvendige mål på en luft-vandvarmepumpe:
Invendige mål | Udvendige mål | |
Bredde | ca. 600 mm | ca. 1.000 mm |
Højde | ca. 1.800 mm | ca. 1.000 mm |
Dybe | ca. 700 mm | ca. 400 mm |
Der skal ved hjælp af en beregning sikres, at der kan opnås tilstrækkelig flowmængde for energieffektiv drift ved den relativt lave fremløbstemperatur.
Rørføring gennem husmuren skal sikres, så der ikke kan trænge vand ind. Afklar med husejeren, om der er dele af husets fundament eller mur, som ofte står under vand ved kraftige regnskyl. Det kan betyde, at der skal træffes ekstra foranstaltninger for at hindre vandindtrængning. Gennemføringer af kabler og rør skal altid tætnes med egnede manchetter.
Luft-vandvarmepumper er ret støjsvage, men man bør alligevel ikke sætte varmepumpens udedel lige uden for soveværelsevinduet eller tæt på naboens skel. Hvis naboen klager til kommunen over larm fra varmepumpen, vil de fleste kommuner henholde sig til paragraf 42 i Miljøbeskyttelsesloven, hvor støjgrænsen i boligområder er fastsat til 35 dB(A) ved skellet. Hvis denne grænse overskrides, vil man kunne blive påbudt at flytte varmepumpen.
Hvis kunden er i tvivl om støjforholdene, kan man overveje at tilbyde en ”prøvelytning” på nogle eksisterende installationer. Til at finde en vejledende placering af varmepumpens udedel brug evt.
Rørisoleringen skal udføres, så den lever op til gældende regler i forskrifter for vand- og varmeinstallationer, herunder DS 452 for tekniske installationer.
Varmepumpens elinstallation må kun udføres af en autoriseret installatør. Allerede i forbindelse med planlægningen og dimensioneringen af varmepumpen er det vigtigt at tage højde for anlæggets samlede mærkeeffekt, da det kan blive nødvendigt at supplere den eksisterende elinstallation med endnu en gruppe til varmepumpen. Husk også, at 3-fasede frekvensregulerede varmepumper kræver ACDC-følsomt fejlstrømsrelæ.
Elforbruget i varmepumper, der årligt bruger over 3.000 kWh, skal måles, jf. bygningsreglementet. Evt. elpatron bør forsynes med timetæller og/eller separat elmåler.