Fuld konvertering til luft-vandvarmepumpe

Hvad handler det om?

Det anbefales at konvertere hele varmecentralens varme- kilde til varmepumper, hvis følgende gør sig gældende:

• Bygningen har et varmeafgiversystem med en lav fremløbstemperatur, herunder gulvvarme.
• Bygningens kedelinstallationer har kort restlevetid
• Bygningens kedelinstallationer har kort restlevetid

I andre tilfælde bør overvejes en delvis konvertering til varmepumper:

• En nyere fungerende kedler med en rimelig restlevetid
• Et varmeafgiversystem, der forudsætter høj fremløbstemperatur

Energibesparelse

I nedenstående tabel ses energibesparelsen ved at lave en konvertering fra gas til varmepumper for forskellige typer gaskedler. Energibesparelsen regnes som besparelsen på brændselsenergi, hvilket betyder, at elforbruget i kWh for varmepumpen modregnes besparelsen i naturgas i kWh. Forudsæt- ningerne for beregning af energibesparelser for kon- denserende gaskedel er de samme, som er beskrevet i ”Eksempel på energibesparelse”.

For ”nyere, god” gaskedel er der regnet med 60 °C i dimensionerende fremløbstemperatur, da konden- seringsvarmen ikke udnyttes, og en årsvirknings- grad på varmepumpen på 2,94 grundet den højere fremløbstemperatur. Som det ses, kan der opnås en væsentlig energibesparelse ved konvertering.

Hvordan kategoriseres naturgaskedlerne?

• Nyere god
  Ikke-kondenserende kedel fra efter 2000
• Kondenserende gaskedel
  Alle kondenserende kedler. I 2009 trådte krav om kondenserende gaskedler i kraft i Bygningsreglementet, men også tidligere kondenserende kedler indgår i denne kategori.

Vejledende årsvirkningsgrader for gasfyrede kedler

Hvis den eksisterende kedels virkningsgrad ikke kendes, så kan nedenstående årsvirkningsgrader anvendes.

Årsvirkningsgraderne gælder for kedler mellem 200 og 1000 kW.

• Nyere god
  Årsvirkningsgrad 92 %
• Kondenserende gaskedel
  Årsvirkningsgrad 103 %

Eksempel på energibesparelse

Forudsætninger

I en etageejendom på 4.300 m2 med et forbrug på 46.565 m3 gas pr. år erstattes en kondenserende kedel med en varmepumpe med el-supplement.

Den samlede årsnyttevirkning i det eksisterende kedelanlæg er 103 %, svarende til at bygningens samlede varmebehov er 527.600 kWh. Heraf udgør det varme brugsvand 30 %. Der forudsættes samme virkningsgrad for kedlen ved rumvarme og varmt brugsvand.

Rumvarmebehov og fremløbstemperatur til bygningens gulvvarmesystem er hhv. 240 kW og 35°C ved dimensionerende udetemperatur på -12°C. Bygningen har kun et rumvarmebehov ved udetemperaturer under 15 °C.

Varmepumpen skal dimensioneres til at kunne dække det samlede varmebehov ned til -7 °C jf. DS 469. Ved -7 °C er rumvarmebehovet 196 kW. Varmebehovet til varmt brugsvand udgør årligt 152.280 kWh, hvilket svarer til et gennemsnitligt effektbehov på 18 kW. Derfor skal der vælges en varmepumpe der kan levere mindst 214 kW ved -7 °C udetemperatur.

Der vælges en varmepumpe der kan levere 278 kW ved -7 °C, som opfylder effektbehovet. Varmepumpen yder 221 kW ved -12 °C, hvor behovet er 240 kW + 18 kW. Derfor skal der dimensioneres med en elpatron til at dække det resterende varmebehov på 37 kW ved -12 °C.
Effektdækningen for varmepumpen ved -12 °C er 86 %, hvilket svarer til at varmepumpen dækker 97 % af det samlede årlige varmebehov. Det antages at tilskudsvarme fra elpatronen kun går til at producere rumvarme.

Rumvarmeeffektiviteten (SCOP) for varmepumpen er angivet til 3,82 og effektiviteten for varmt brugsvand er angivet til 3,16.

I eksemplet er der beregnet udgifter til el med reduceret elafgift. Reduktion af elafgift kan opnås når bygningen er registreret som el-opvarmet i BBR og der er separat aftagemåler til fælles-el.

• Gaspris: 13,80 kr./m3
• Elpris ved fuld elafgift: 2,70 kr./kWh
• Elpris ved reduceret elafgift for elforbrug over 4000 kWh/år: 1,60 kr./kWh

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

Varmeproduktion ved forskellige brændsler

• 1 liter olie = 8-10 kWh
• 1 m³ naturgas = 9-11 kWh

(højest for nye kedler)

Energipriser

I denne energiløsning er der benyttet gennemsnitlige energipriser fra energiprisstatistikkerne fra Forsyningstilsynet for 4. kvartal 2021. Det er hensigtsmæssigt altid at beregne energibesparelser med en gennemsnitlig energipris over en længere periode, ikke med den aktuelle dagspris, da energipriserne svinger.

Anbefaling

Anbefaling til dimensionering af varmepumpeanlæg til varmecentral skal fastsættes ud fra nedenstående kriterier:

• Ved konvertering af varmecentralens varmekilde til varmepumper skal der ved dimensionering tages højde for at den nye varmeinstallation lever op til kravene i DS 469.
• Ved fuld konvertering af varmeinstallationen til varmepumper, skal varmepumperne dimensioneres til at kunne dække hele varmebehovet over en fast- sat udetemperatur, kaldet ”bivalenttemperaturen”, som maksimalt må være -7 °C jf. DS 469.
• Afkølingen i varmeaftagersystemet skal holdes så lille som muligt for at kunne holde en lav fremløbs- temperatur. En lille afkøling sikres ved at skabe et stort En lav fremløbstemperatur i systemet er med til at sikre så høj effektivitet som muligt.
• Ved en fuld konvertering til varmepumper skal man sørge for at varmepumperne kan levere en høj nok fremløbstemperatur til at producere varmt brugs- vand. Derudover skal der undersøges om spiralen i brugsvandstanken har tilstrækkelig kapacitet, hvis man ved konvertering sænker fremløbstempera- turen til spiralen.
• Der skal undersøges, hvor meget strømkapacitet der er etableret til den elinstallation, hvor varmepumpen Der er ekstra omkostninger forbundet med at forøge strømkapaciteten.

Krav til eksisterende varmeinstallation

• Varmepumper har et angivet arbejdsområde for udetemperatur og fremløbstemperatur specificeret af producenten. Typisk vil luftvand-varmepumper til boligopvarmningsformål maksimalt kunne levere en fremløbstemperatur op mod 65 °C. Der findes dog produkter, der kan levere højere temperaturer.
• For at opnå effektiv varmepumpedrift, skal varme- pumpen levere så lav fremløbstemperatur som muligt til varmeaftageren.
• Der skal benyttes lave fremløbs- og returtempera turer i varmeanlægget, hvilket betyder, at radiatorernes samlede areal skal være stort nok til at kunne dække det dimensionerende varmetab ved de lave hvis en beregning viser, at radiatorarealet ikke er stort nok, må det forøges. Alternativt må fremløbstemperaturen fra varmepumpen hæves hvis det er muligt, hvilket medfører lavere effektivitet af varmepumpen.
• Hvis den nødvendige fremløbstemperatur overstiger det teknisk mulige for varmepumpen ved udetemperaturer under -7 °C, skal temperaturen løftes med en backup-kilde, eks. en elpatron. Varmepumpen skal jf. DS 469 kunne levere den nødvendige fremløbstemperatur ved udetemperaturer ved -7 °C og derover. Vælg altid ventiler beregnet for 1-strengssystemer (følg ventilleverandørens anvisninger
• Hvis varmepumpen skal levere varmt brugsvand, skal kapaciteten i varmtvandsbeholderens undersøges varmepumpens fremløbstemperatur og maksimale temperatur.