Uppvärmningsbehovet kan tillgodogöras antingen med luftburen värme genom ventilationssystemet eller genom att använda vattenburna värmesystem. Det går även att kombinera dessa två system för att förse byggnaden med värme och tappvarmvatten. Vattenburen värme kan levereras på ett antal olika sätt, exempelvis genom att utnyttja solenergin, ansluta till fjärrvärmenätet, använda värmepumpar eller genom förbränning av biobränslen som pellets och ved (Janson 2010). I detta kapitel kommer det att redovisas för dem system som från vårt synsätt är intressanta för passivhusprojektet i folkets park och som kan vara tänkbara lösningar vid planering av byggnaders uppvärmningssystem.
Solvärme
En solvärmeanläggning består av solfångare som omvandlar solinstrålning till värme och är det alternativ som är minst miljöpåverkande (Energimyndigheten 2012 A) och minskar energikostnaderna (Andrén & Axelsson 2002). I de flesta passivhusprojekt används solvärme främst för beredning av tappvarmvatten och kan samtidigt även utnyttjas som ett material på klimatskärmen (Andrén & Tirén 2010). De vanligaste typerna av solfångare är vakuumsolfångare och plana solfångare.
Vakuumsolfångare är uppbyggda av glasrör med en monterad absorbator inuti röret. Absorbatorn omges av vakuum som hindrar värme från att ta sig ut från röret och har genom det en hög verkningsgrad (Energimyndigheten 2012 A). Nedan visas en figur på en solvärmeanläggning och i stycket därefter förklaras funktionen på vakuumsolfångaren.
40 Värmen från absorbatorn överförs till en värmebärare som med hjälp av pump cirkulerar i en sluten krets mellan solfångaren och ett värmelager. Från värmelagret, vanligtvis en varmvattenberedare eller ackumulatortank, distribueras solvärmen vidare ut som värme och varmvatten. Anläggningen kan utnyttja solinstrålning året runt då värmebäraren innehåller en blandning av vatten och glykol och är därmed frostsäker (Andrén & Axelsson 2002). En elpatron finns vanligtvis installerad i en solanläggning för att bidra med en uppvärmning av vattnet till en önskad temperatur när solvärmen inte är tillräcklig som på vintern.
Plana solfångare är de mest beprövade i Sverige och är en billigare variant av solfångare. De består av en inramad välisolerad glaslåda som innehåller ett värmeabsorberande material, vanligtvis metallplåt som omvandlar solinstrålning till värme (Energimyndigheten 2012 A).
Fjärrvärme
Ett fjärrvärmesystem fungerar genom ett slutet system där vatten värms upp och levereras genom pumpning från ett centralt värmeverk ut i ett välisolerat rörsystem befintlig under mark, fjärrvärmenät. Temperaturen på vattnet ligger mellan 70oC-120oC beroende på årstid eller väder. Fjärrvärmenätet ansluts genom två rör till en undercentral som installerats hos konsumenten. I fjärrvärmecentralen finns vanligtvis två till tre värmeväxlare där fjärrvärmevattnet cirkulerar i ett system av kanaler med väggar vars värmeledningsförmåga är hög. Ett annat kanalsystem finns på andra sidan av dessa väggar som innehåller det vatten som ska värmas och föras vidare till kranarna och elementen. Det avsvalnade fjärrvärmevattnet tas tillbaka till värmeverket för att åter värmas upp och fortsätta i samma kretslopp (Svensk Fjärrvärme 2011 A). I byggnaden är det viktigt att isolera rören för att avstå från onödigt värmespill och som i annat fall kan leda till en oönskad uppvärmning (Sveriges Byggindustrier 2008). Bilden nedan förklarar principen av ett fjärrvärmesystem.
41
Värmepump
I luft, vatten, mark och berg finns naturlig värmeenergi lagrad. Värmepumpen finns i olika typer beroende på värmekällan. Principen för pumpen, se följande figur, är att den tillvaratar den lagrade energin och omvandlar till värme för uppvärmning. Således är värmetillgången miljövänlig och gratis bortsett från driftelen pumpen använder sig av. Värmepumpen kopplas till ett rörsystem som placeras i värmekällan. I rören cirkulerar ett köldmedium som förångas i kontakt med den lagrade värmeenergin. En kompressor höjer sedan trycket på ångan så att temperaturen höjs. Gasen fortsätter till en kondensor där värme avges till uppvärmningsnätet. Gasen kondenserar åter till vätska i samband med avkylningen, en strypventil sänker trycket och processen kan upprepas (Andrén & Axelsson 2002).
Figur 3.8, en värmepumps principiella funktion och grundläggande delar.
Kombinerade systemlösningar
Det går att kombinera fritt mellan olika system för att på ett energismart och ekonomiskt sätt få ett heltäckande system för värme, ventilation och varmvatten. Med ett värmesystem som har flera energikällor som arbetar tillsammans ges brukaren större möjlighet att påverka energiförbrukningen (Nordic Värmesystem 2009). En optimal lösning för passivhus bygger på ett FTX-system som står för ventilationen och det huvudsakliga värmebehovet. I kombination med detta kan det anslutas andra värmekällor som tillför behovet av tillskottsvärme under kalla perioder men kan även ge tappvarmvatten (Passivhaus Institut 2012).
En kombination med fjärrvärme ger tappvarmvatten på ett miljövänligt och bekvämt sätt utan utrymmeskrävande installationer (Svensk Fjärrvärme 2011 B). Det varma vattnet kan även användas i FTX-systemets värmeväxlare till att värma upp luften med, istället för att låta ett eldrivet värmebatteri bidra med tillskottsvärmen (Energimyndigheten 2011 C). Föredras
42 vattenburen värme istället för luftburen går det lika bra att distribuera ut varmvattnet i radiatorer eller som golvvärme.
Ett annat alternativ som liksom fjärrvärme värmer utan direktverkande el, är att elda pellets/ved i vattenmantlade kaminer (Granbäck 2010). I anslutning till detta ska det finnas en värmeberedare som fördelar varmvatten och eventuellt tillskottsvärme (Nordic Värmesystem 2009). Detta är en underhållskrävande lösning samt att det behövs utrymme för förvaring av pellets/ved (ATON 2012). Därför passar det i ett småhus men inte i flerbostadshus och lokaler.
En systemlösning som utnyttjar gratisvärme är solfångare och värmepumpar men dessa energikällor är eldrivna och man får betala för elkostnaden. Solfångare står för den huvudsakliga varmvattenproduktionen under sommaren och kan kombineras med ett pelletsystem för att värma ackumulatortanken och därmed minska behovet av eldning (Energirådgivningen 2007). Solfångare kan även arbeta tillsammans med en bergvärmepump där all överskott av värme kan lagras i borrhålet. Används ett fjärrvärmesystem kan i vissa sällsynta fall värmeöverskottet från solfångarna säljas ut till fjärrvärmenätet (Sikander & Ruud 2011).