• No results found

Jämförande undersökning av värmeåtervinning ur frånluft i två flerbostadshus med frånluftvärmepumpar

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Jämförande undersökning av värmeåtervinning ur frånluft i två flerbostadshus med frånluftvärmepumpar"

Copied!
44
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Jämförande undersökning av värmeåtervinning ur frånluft i två flerbostadshus med

frånluftvärmepumpar

Comparing study of heat recovery from exhaust ventilation air in two multi-residential buildings with exhaust air heat pumps

Författare: Markus Fredlund och Markus Olsson Uppdragsgivare: Huge Fastigheter AB

Handledare: Lars B Heinonen, Huge Fastigheter AB Adnan Ploskic, KTH ABE

Sture Holmberg, KTH ABE Sven Dahlström, KTH STH Examinator: Sture Holmberg, KTH ABE

Examensarbete: 15 högskolepoäng inom Byggteknik och Design Godkännandedatum: 2012-08-14

Serienr: 2012;62

(2)

II

Sammanfattning

Två olika värmesystem i två flerbostadshus har analyserats. Målet med analysen är att få en

uppfattning om vilket värmesystem som är mest fördelaktigt i flerbostadshus. I analysen jämförs två olika värmesystem. I värmesystemen används två olika sorters frånluftsvärmepumpar för att

återvinna värme ur frånluften. När värmepumparna inte klarar av att producera tillräckligt med värme för att täcka fastighetens värmebehov används fjärrvärme som spetsning. Värmepumparna är fastighetens huvudvärmekälla.

I den ena fastigheten, Gäddan 1, används en luft-vatten frånluftvärmepump. Kylbatteriet som finns i frånluftsvärmepumpen är placerat i frånluftkammaren. Den andra fastigheten, Gäddan 2, använder sig av två utomhusvärmepumpar. Dessa två är placerade i en frånluftskammare för att kunna återvinna den varma luften.

Under analysen har en sammanställning av egna mätningar och prognoser tagits fram ur en

mätningsperiod på tre veckor. I analysen jämförs de olika värmesystemen utifrån tre olika faktorer;

energi, miljö och ekonomi. De parametrar som beräknats är värmefaktor (COP), energiförbrukning (kWh), livscykelkostnad (LCC), återbetalningstid (år) och kostnad för producerad värmeenergi (kr/kWh). Resultaten utgår från statistiken och jämförs mellan varandra.

Resultatet av analysen visar att värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 är mest fördelaktig enligt de metoder som har använts som berör både energi och ekonomi.

Det resultat som visats är att Gäddan 1 har 20 % högre värmefaktor, 12 % lägre driftskostnad och 50 % snabbare återbetalningstid för värmesystemet. Dock har värmesystemet 36 % högre

koldioxidsutsläpp under systemets levnadslängd, som är baserat på 20 år.

I slutsatsen kan fastigheternas storlek påverka resultaten. Gäddan 1 är en större byggnad och har fler lägenheter jämfört med Gäddan 2. Detta påverkar förbrukningen av fjärrvärme i värmesystemen som ökar koldioxidsutsläppen, vilket kan vara en bidragande faktor till att Gäddan 1 har högre

koldioxidsutsläpps resultat (36 %) än Gäddan 2.

(3)

III

Abstract

Two different heating systems in two apartment buildings have been analyzed. The goal of this analysis is to get an idea of which heating system is most beneficial in apartment buildings. The analysis compares two different heating systems. Two different kinds of exhaust air heat pumps are used to recover heat from exhaust air. When heat pumps are unable to produce enough heat to cover the heating demand of the buildings, district heating is used. The heat pumps are the property's main source of heat.

In one property, Gäddan 1, an air-water heat pump is used. The cooling coil located in the exhaust air heat pump is placed in the exhaust chamber. The other property, Gäddan 2, features two outdoor heat pumps. These two pumps are disposed in an exhaust chamber in order to recover the hot air.

During analysis, a compilation of measurements and predictions from a measurement period of three weeks has been analyzed in order to calculate the various parameters. The analysis compares the different heating systems based on three different factors including energy, environment and economy. The parameters that are calculated are the coefficient of performance (COP), energy consumption (kWh), life cycle cost (LCC), payback period (years) and cost of the produced thermal energy (SEK / kWh). The results are based on statistics and compared between each other.

The result of the analysis shows that the heating system in the property Gäddan 1 is the most beneficial, according to the methods used concerning both energy and economy.

The result shows that Gäddan 1 has a 20 % higher coefficient of performance, 12 % lower operating cost and 50 % faster payback time for the heating system. However, this heating system has 36 % higher carbon dioxide emissions during its life span, which is based on 20 years.

In conclusion the properties size may also affect the results. Gäddan 1 is a larger building and has more flats than Gäddan 2. This affects the consumption of district heating in the heating systems with increase carbon emissions. This may be a contributing factor to a higher carbon dioxide emission in Gäddan 1 (36 %) compare to Gäddan 2.

(4)

IV

Förord

Tack till Lars B Heinonen på Huge Fastigheter för handledning och för att vi fick göra examensarbetet på Huge Fastigheter. Vi vill även tacka Ulf Hallberg, Lars Nordin, Ari Laakso, Thomas Johansson, Sören Johansson och Ann Lindkvist på Huge Fastigheter som har hjälpt oss i vårt arbete.

Ett stort tack till Sture Holmberg, Adnan Ploskic och Sven Dahlström handledare på KTH som har hjälpt oss mycket med rapporten.

(5)

V

Innehåll

Sammanfattning ...II Abstract ...III Förord ... IV

1. Inledning ...1

1.1 Bakgrund ...1

1.2 Syfte och målformulering ...1

1.3 Avgränsningar ...1

1.4 Huge Fastigheter AB ...2

1.5 Fastigheterna Gäddan 1 och Gäddan 2 ...2

1.5.1 Gäddan 1 ...3

1.5.2 Gäddan 2 ...3

1.6 Energimyndighetens beställargrupp för energieffektiva flerbostadshus (Bebo)...4

1.7 Beskrivning av värmepumpens funktion ...4

1.8 Teknisk beskrivning av värmesystemen ...5

1.8.1 Värmesystemet i Gäddan 1 ...5

1.8.2 Värmesystemet i Gäddan 2 ...7

2. Metoder ... 11

2.1 Energi ... 11

2.1.1 Energistatistik ... 11

2.1.2 Värmefaktor (COP) ... 11

2.2 Miljö ... 12

2.2.1 Koldioxidutsläpp ... 12

2.3 Ekonomi ... 13

2.3.1 Kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh) ... 13

2.3.2 Livscykelkostnad ... 14

2.3.3 Återbetalningstid ... 16

3. Resultat ... 17

3.1 Energi ... 17

3.1.1 Energistatistik ... 17

3.1.2 Värmefaktor (COP) ... 21

3.2 Miljö ... 21

3.2.1 Koldioxidutsläpp ... 21

3.3 Ekonomi ... 22

(6)

VI

3.3.1 Kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh) ... 22

3.3.2 Livscykelkostnad ... 23

3.3.3 Återbetalningstid ... 25

3.4 Sammanställning av resultatet ... 26

4. Diskussion ... 26

5. Rekommendationer ... 29

6. Slutsatser ... 28

7. Källförteckning ... 30

Bilaga A ... 31

Bilaga B ... 33

Bilaga C ... 35

Bilaga D ... 37

(7)

1

1. Inledning 1.1 Bakgrund

Huge Fastigheter AB är Huddinge kommuns kommunala bostadsbolag. De har även lokaler för kommunala och kommersiella verksamheter.

Huge Fastigheter vill hitta smarta och effektiva lösningar för att uppnå de Europeiska klimatmålen i energibesparingar (2020-strategin) som EU kommissionen har tagit fram, [1]. Ett av de mål som EU kommissionen kommit fram till är att Sverige år 2020 ska ha minskat sin energianvändning med 20 % från och med år 2008, samt att Sverige ska använda sig av 50 % förnyelsebar energi.

Huge Fastigheter har som mål att i de fastigheter som är behov av upprustning kunna införa nya lösningar för att klara av målet som finns för år 2020 i Sverige och EU, [1].

För att uppnå dessa mål vill Huge fastigheter installera bra värmesystem som sparar in på energianvändningen. Huge har nyligen installerat två olika typer av frånluftvärmepumpar som återvinner värme ur frånluften. Detta för att jämföra de olika systemen och komma fram till vilken av dem som är den bästa. De två värmesystemen är installerade i två nästintill identiska flerbostadshus.

Huge fastigheter har installerat en luft-vatten frånluftvärmepump i en fastighet som heter Gäddan 1.

I den andra fastigheten som heter Gäddan 2 har Huge fastigheter testat en ny teknik genom att använda sig av två luft-vatten uteluftsvärmepumpar som placeras i en frånluftskammare. Det sist nämnda systemet är med i ett Bebo projekt (Energimyndighetens beställargrupp för energieffektiva flerbostadshus), där man utreder hur man kan återvinna energin i flerbostadshus. I de båda

värmesystemen används värmepumparna som huvudvärmekälla och fjärrvärme vid behov för att kunna täcka hela fastighetens värmebehov.

1.2 Syfte och Målformulering

Syftet med analysen är att ta reda på vilket av de två värmesystem som är mest fördelaktiga att använda sig av i flerbostadshus för Huge Fastigheter.

Målet med analysen är att göra en jämförelse på de två värmesystemen som Huge Fastigheter använder sig av. Olika metoder kommer användas för att kunna presentera resultatet på ett objektiv, neutralt sätt som ska kunna ge förgrund för ett beslut vid val av värmesystem. Det presenterande resultatet utgår från tre olika faktorer som påverkar energi, miljö och ekonomi.

Vårt arbete kommer att ge en indikation på hur bra värmesystemen fungerar i verkligheten och kommer kunna leda till ett arbete kring en fortsatt analys av värmesystemen.

Vilket av dessa två system lämpar sig bäst för flerbostadshus?

1.3 Avgränsningar

Analysen har en begränsad analysperiod på tre veckor med insamling av driftdata och energistatistik.

För att kunna göra en teknisk bedömning behövs det göras en mer omfattande analys och mätning av driftdata under en längre period. Detta för att få ett pålitligt och korrekt resultat. Systemen har varit i drift under 3-4 månader, då denna analys sattes under arbete våren år 2012.

(8)

2

1.4 Huge fastigheter AB

Huge fastigheter AB (Huge) är Huddinge kommuns kommunala bostadsbolag. Huge har även lokaler för kommunala och kommersiella verksamheter. Huge är ett aktiebolag som ägs till 100 % av Huddinge kommun.

Huge ska enligt sina ägardirektiv bygga, äga och förvalta i Huddinge kommun:

 Bostäder med hyresrätter.

 Lokaler och anläggningar för kommunal verksamhet.

 Centrumanläggningar för kommersiell verksamhet.

Huge har en central teknikavdelning som ansvarar för tekniska byggfrågor. I teknikavdelningen arbetar en teknikutvecklings grupp med energi och drift frågor. I gruppen finns en driftchef samt driftingenjörer inom energi, VVS och el.

Huge är uppdelat i sex distriktsområden som förvaltar fastigheterna i sitt eget område. Varje distrikt har en egen driftansvarig som har ansvar för drifttekniker, vilka arbetar med den dagliga driften i distriktens fastigheter. Fastigheterna Gäddan 1 och Gäddan 2 värmesystem som jämförs finns i distriktet Sjödalen/Fullersta.

1.5 Fastigheterna Gäddan 1 och Gäddan 2

Analysen av värmesystemen kommer att göras på två fastigheter som Huge äger och förvaltar.

Fastigheterna heter Gäddan 1 och Gäddan 2.

Fastigheterna är två flerbostadshus som är utformade som punkthus. Båda fastigheterna har nio våningsplan inklusive källarplan. Planen är fördelade med bostäder, lokaler och för kommersiella verksamheter. Fastigheterna är till utseendet identiska och är nästan lika stora.

Förutsättningarna för att göra goda jämförelser mellan de två olika värmesystemen och är goda. De båda systemen är installerade i två fastigheter som inte skiljer sig mycket från varandra. Det skiljer 109 m2 på totala arean för båda fastigheterna och det beror på att de har olika utformning av källarplanen.

Gäddan 1 och Gäddan 2 ligger bredvid varandra på avståndet 50m med en parkering emellan.

Fastigheterna ligger nära norra delen av Huddinge centrum. Fastigheterna genomgick år 2011 en stor upprustning där de största förändringarna av fastigheterna var installation av frånluftvärmepumpar, renovering av undercentraler, stambyte av rör, nya fönster, utbyte av hela elinstallationen, nytt radiatorsystem samt ny fasadupprustning.

Teknisk beskrivning av fastigheterna Stomme: Betong.

Grund: Platta på mark.

Tak: Plåt/papptak

Stomkomplettering: Lättbetong.

Fasad: Puts

Ventilation: Frånluftventilation med frånluftvärmepump och luftintag bakom radiatorer.

Radiatorer: Radiatorsystemet är ett tvårörssystem.

(9)

3 1.5.1 Gäddan 1

I fastigheten finns det på lägenheter på alla nio våningsplan. Det finns totalt 43 st. hyreslägenheter med en boarea på 2 568 m2. På källarplan finns det plats för undercentral, el rum, tvättstuga och förrådsutrymme. Den byggdes år 1956 och ligger på Kommunalvägen 22 i Huddinge kommun.

Figur 1. Figuren visar fastigheten Gäddan 1, här är en luft-vatten frånluftvärmepump är installerad.

1.5.2 Gäddan 2

I fastigheten finns det nio våningsplan var av sju våningsplan för bostäder där det finns totalt 35st hyreslägenheter. Fastighetens totala boarea är på 2130 m2 och på entréplan finns 3st lokaler som hyrs ut för kommersiell verksamhet på total arean 329 m2. På källarplan finns det plats för undercentral, el rum, tvättstuga och förrådsutrymme. Fastigheten byggdes år 1958, alltså två år senare än Gäddan 1. Fastigheten ligger på Kommunalvägen 20 i Huddinge kommun.

(10)

4

Figur 2. Figuren visar fastigheten Gäddan 2, här är två utomhusvärmepumpar är installerade i frånluftkammaren på vindsplanet. Värmepumpsystem är med i ett Bebo projekt som heter ”Värmeåtervinning i flerbostadshus”.

1.6 Energimyndighetens beställargrupp för energieffektiva flerbostadshus (Bebo)

Huge är med i Beboprojektet; värmeåtervinning för befintliga flerbostadshus, [2]. Bebo är en förkortning för Energimyndighetens beställargrupp för energieffektiva flerbostadshus. De arbetar med att minska beroendet av energi i form av värme och el. Detta för att minska miljöpåverkan, [3]. I Bebo projektet har ett företag som heter Climate Solution Sweden AB vunnit en teknikupphandling.

Den avser värmeåtervinning i frånluft med hjälp av ett frånluftvärmepumpsystem, [4]. Climate Solutions kallar sin värmepumplösning för kondenserande frånluftvärmepumpar, [5].

Värmepumpsystemet är intressant och nytänkande inom branschen. Bebo projektet anser att deras värmepumpsystem har potential till god värmebesparing. Dock till priset av ökad elförbrukning, [4]. I ett demonstrationsprojekt som Huge har tillsammans med Bebo projektet, har företaget Climate Solutions installerat sina värmepumpar i Gäddan 2.

Beboprojektet kommer att göra en egen utvärdering av det vinnande företagets

värmeåtervinningslösningar, [4]. Ansvarig för Bebo projektet är Åsa Wahlström, CIT Energy Management.

1.7 Beskrivning av värmepumpens funktion

Värmesystemens huvudvärmekälla i båda fastigheterna är värmeenergi som har producerats av värmepumpar. I värmepumparna kan värme tas upp i ett medium och kan avge värmen till ett annat medium. Mediet kan exempelvis vara luft, vatten, markyta, berggrund och sjö. Exempel på olika sorters värmepumpar är; uteluftsvärmepump, ytjordsvärmepump, bergvärmepump, sjövärmepump, grundvattenvärmepump och frånluftvärmepump.

Värmen man utvinner används till uppvärmning av radiatorsystem eller tappvattensystem.

(11)

5

I en värmepump finns ett köldmedium som cirkulerar genom hela systemet. Köldmediet har en låg kokpunkt och förångas vid låg temperatur och lågt tryck. I en förångare tas värmen upp av ett medium och överförs till köldmediet som då övergår ifrån vätska till en kall ånga. Ångan har i det här skedet lågt tryck och låg temperatur. För att kunna ta tillvara på värmen som köldmediet har tagit upp genom förångaren behövs trycket på köldmediet höjas. Med hjälp av en eldriven kompressor höjs trycket och temperaturen på ångan. Köldmediet är nu en varm ånga och kan överföra värmen till kondensor. Ångan passerar en kondensor som avger värmen i köldmediet till önskat medium som till exempel ett radiatorsystem eller via luftburen värme. Genom att värmen avges ifrån köldmediet går köldmediet ifrån ånga till vätska igen. Efter kondensorn sänks temperaturen men har ett fortsatt högt tryck. Köldmediet passerar en expansionsventil som sänker trycket. Nu har köldmediet

cirkulerat runt ett helt varv i värmepumpen och köldmediet kan återigen passera förångaren för att på nytt tag upp värme ur värmekällan igen, [6].

Figur 3. Figuren visar värmepumpens principiella funktion. Värmepumparna som är med i analysen tar upp värme ur frånluft och avger värme till radiator- och tappvattensystemet. Röd färg i figuren illusterar värme. Blå färg illusterar kyla.

1.8 Teknisk beskrivning av värmesystemen

1.8.1 Värmesystemet i fastigheten Gäddan 1

I Gäddan 1 används en luft-vatten frånluftsvärmepump av tillverkare Ahlsell modell Alvin Inova Heat D6DH-350x. Ett kylbatteri sitter i ett aggregat i frånluftskammaren. All frånluft från bostäderna och ifrån lokaler samlas i frånluftskammaren. Frånluften i frånluftskammaren loggas med hjälp av en USB loger av modell logRFT och visar att den uppmätt lufttemperatur ligger mellan 17-21 °C och en uppmätt relativ fuktighet mellan 30-55 % enligt bilaga B.

Varm frånluft i frånluftkammaren sugs sedan ut på taket med hjälp av en frånluftsfläkt. För att återvinna värmen i frånluften i frånluftskammaren så har ett kylbatteri placerat innan frånluftfläkten som återvinner värmen ur frånluften. Huge har installerat ett filter innan batteriet som tar upp damm och föroreningar från frånluftskanalerna, detta för att batteriet inte ska sätta igen och på så

(12)

6

sätt försämrar verkningsgraden på batteriets värmeupptagningsförmåga. Det finns ett brandgasspjäll med bypass installerad i aggregatet som ska se till så att luften kan passera förbi filtret och

kylbatteriet, om det skulle uppstå en brand i fastigheten. Anledning till brandgasspjället och bypassen är att filter och kylbatteriet lätt kan sättas igen av brandpartiklar och damm som uppkommer vid bränder i fastigheter.

Figur 4. Figuren visar ett aggregat i frånluftkammaren i fastigheten Gäddan 1 på vindsplan. Frånluft samlas i

frånluftkammaren som sedan sugs in i aggregaten med frånluftfläkten. I aggregatet sitter ett kylbatteri som återvinner värmen ur frånluften och köldbärarmediet i kylbatteriet tar upp värmen och skickas ned till värmepumpen som är placerad i undercentralen på källarplan.

I kylbatteriet cirkulerar ett köldmedium som besår av 30 % etylenglykol och den resterande delen av vatten via isolerade rör ner till undercentralen i källarplan där värmepumpen är placerad.

Värmepumpen tar hand om värmen från kylbatteriet och höjer temperaturen med hjälp av en kompressor.

I figur 5 finns ett förenklat principflödesschema som redovisar de viktigaste komponenterna i värmesystemet i Gäddan 1. Principflödesschema ritat av Forell VVS-ingenjörer AB finns i bilaga B.

(13)

7

Figur 5. Figuren visar ett förenklat flödesschema på hur värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 är uppbyggt.

Värmepumpen har en frekvensomvandlare och arbetar med olika frekvenser för att köldbärarens temperaturdifferens ifrån värmepump till kylbatteriet ska vara konstant. Värmepumpen kan arbeta i frekvenser mellan 30-70 Hz. Värmen som värmepumpen producerar används till uppvärmning av radiatorsystemet och tappvarmvattensystemet. Värmepumpen prioriterar att i första hand värma upp radiatorsystemet och sekundärt värma upp tappvattensystemet om det finns behov. När inget behov av uppvärmning i radiatorsystem eller tappvattensystemet finns, går det varma vattnet ifrån värmepumpen ner till två ackumulatortankar för ackumulering av värmen. Ackumulering fungerar som buffertzon för värmepumpen vilket gör att pumpen inte behöver höja temperaturen på vattnet allt för mycket innan den skickas iväg.

Data Under Centralen (DUC) följer en reglerkurva som visar ett börvärde på

framledningstemperaturen. Är radiatorns framledningstemperatur för låg så skickar DUC en digital signal till en reglerventil som öppnar värmetillförseln ifrån värmepumparna. Om temperaturgivaren på framledningsledningen av radiatorvattnet känner av att vattnet fortfarande är för kallt så kommer DUC att öppna en primärventil på fjärrvärmesidan. Fjärrvärme används i värmeväxlare för

radiatorsystemet för att klara av värmebehovet för framledningstemperaturen.

Man leder in den återvunna värmen på radiatorreturen och inte på framledningen av radiatorvärmen för att man vill använda sig av all energi som frånluftvärmepumpen genererat till radiatorkretsen.

Risken finns dock att detta värmer upp växlaren som i sin tur även ökar temperaturen för fjärrvärmereturen. Fjärrvärmereturens temperatur kan öka något vilket är negativt för

fjärrvärmebolagen. De vill ha en låg returtemperatur för att kunna utnyttja förbränningsenergi maximalt. Fjärrvärmebolagen debiterar oftast en straffavgift när fjärrvärmereturens temperatur blir för hög. Huges fjärrvärmebolag, Södertörns fjärrvärme, har ingen straffavgift vid för höga

returtemperaturer, vilket är gynnsamt i detta system.

(14)

8

Ett principflödesschema visar att det finns möjlighet att gå förbi värmeväxlaren om det i framtiden skulle bli en debitering av för höga returtemperaturer (bilaga B). Huge kan välja om de vill tillföra värmen ifrån värmepumpen på radiator returen eller radiatorframledningen. Huge har tänkt testa båda varianterna för att kunna få det så ekonomiskt lönsamt som möjligt. Principflödesschemat visar även hur värmesystemet i Gäddan 1 fungerar (bilaga B).

1.8.2 Värmesystemet i fastigheten Gäddan 2

I Gäddan 2 samlas all frånluft från bostäderna och lokalerna i frånluftkammaren som finns på vindsplanet. I frånluftkammaren finns en frånluftsfläkt som suger in frånluften i frånluftskammaren och blåser ut avluften via taket. Mätningar av frånluften i frånluftskammaren av en USB loger av modell logRFT visar en uppmätt lufttemperatur mellan 17-21 ºC och en uppmätt relativ fuktighet mellan 30-55 % (bilaga A). För att återvinna värme ur frånluften finns det två uteluftsvärmepumpar tillverkade av Stiebel Eltron modell WPL33 stående i frånluftkammaren. Värmepumparna är inte frekvensstyrda som värmepumparna i Gäddan 1 är. Båda värmepumparna i Gäddan 2 har två kompressorer var som arbetar tillsammans. När värmebehovet är lågt i fastigheten kan

värmepumpen välja att använda sig av endast en kompressor och stänga av den andra. När båda kompressorerna är igång ökar värmeåtervinningen av frånluften och värmepumparna producerar mer värme.

Värmepumparna är inte kanalanslutna utan suger in varmluft som finns i kammaren och blåser sedan ut svalare luft i samma kammare. Eftersom värmepumparna står mitt i frånluftkammaren så sker det en kontinuerlig omblandning av varm frånluft samt kall luft ifrån värmepumparna. En

temperaturgivare i frånluftkammaren visar att luftens temperatur ligger mellan 10-12⁰C. Frånluften från bostäder och lokaler sugs in i frånluftkammaren i fler frånluftkanaler med en frånluftfläkt som finns i frånluftkammaren. När luften har passerat frånluftfläkten blir luften till avluft och skickas ut via taket.

Figur 6. Figuren visar två utomhusvärmepumpar och en frånluftfläkte som finns installerad i frånluftkammaren på vindsplan i fastigheten Gäddan 2.

(15)

9

Värmepumparna återvinner värmen ur samma luftmängd ett flertal gånger, innan luften lämnar frånluftkammaren via frånluftsfläkten ut och blir till avluft. Totalt suger värmepumparna in 7000 m3/h luft och blåser ut samma mängd i frånluftkammaren. Frånluft sugs in i frånluftkammaren i 5760 m3/h med hjälp av frånluftsfläkten. 7000 m3/h dividerat med 5760 m3/h blir 1,22 gånger och betyder att luften passerar i genomsnitt 1,22 gånger genom värmepumpen innan den lämnar frånluftkammaren. I figur 7 visas hur omblandningen av luft går till i frånluftskammaren.

Figur 7. Figur på hur en utomhusvärmepump (även kallad kondenserande frånluftvärmepump) står i en frånluftkammare och återvinner värme ur frånluften innan den passerar ut genom frånluftfläkten och blir till avluft. I fastigheten Gäddan 2 står det två utomhusvärmepumparr i frånluftkammaren. Figuren är tagen av källa, [5].

Ett förenklat principflödesschema för hur värmesystemet i Gäddan 2 fungerar visas i figur 8 och redovisar de viktigaste komponenterna i principflödesschemat för värmesystemet i Gäddan 2.

(16)

10

Figur 8. Figuren visar ett förenklat principflödesschema på hur värmesystemet i fastigheten Gäddan 2 fungerar.

Värmepumparna kyler ner den återvunna varma frånluften effektivt och det bildas kondensvatten i värmepumparna. Värmepumparna tar hand om kondensvattnet och leder bort det till avloppet.

Eftersom värmepumparna skapar kondensvatten med sin värmeåtervinning av luften har företaget som säljer systemet valt att kalla värmepumparna för kondenserande frånluftvärmepumpar, [5].

Värmen från värmepumparna används för uppvärmning av radiatorsystemet och tappvarmvatten systemet. Värmen transporteras som varmt vatten genom isolerade rör från värmepumparna uppe på vindsplan ner till undercentralen i källarplanen. Värmepump 1 (VP1) kan ge värme till både

radiatorsystemet och tappvattensystemet. VP1 prioriterar att ge värme till radiatorsystemet men kan ge värme till tappvattensystemet. Värmepump 2 (VP2) kan endast ge värme till radiatorsystemet.

Värmepumparna är fastighetens huvudvärmekälla. När värmepumparna inte klarar av att producera tillräckligt med värme för att täcka fastighetens värmebehov används fjärrvärme som spetsning.

Det är DUC som reglerar hur styrningen mellan värmepumparna och fjärrvärmen ska ske för att klara av värmebehovet i fastigheten. Värmen ifrån VP1 och VP2 tillsätts och höjer upp temperaturen på returledningen av radiatorsystemet. DUC utgår ifrån en reglerkurva på framledningstemperaturen på radiatorsystemet. Reglerkurvan visar ett börvärde som framledningstemperaturen ska hålla för att klara fastighetens värmebehov. Om framledningstemperaturen håller en för låg temperatur enligt reglerkurvan och värmepumpen inte kan ge mer värme, skickas en digital signal ifrån DUC till en primärventil på fjärrvärmereturen som öppnas. Då spetsas värme från fjärrvärme för att klara av fastighetens värmebehov. Värmen ifrån fjärrvärmen överförs till radiatorsystemet via värmeväxlare för radiatorsystemet. Värmeväxlarna i Gäddan 2 är plattvärmeväxlare.

Värme från VP1 kan gå till en ackumulatortank på 750 liter som står i undercentralen. I

ackumulatortanken finns ett slingsystem för värmeöverföring av värme till vattnet då den passerar ackumulatortanken. Om det finns ett behov av att höja upp värmen till de 55⁰C som är ett börvärde på tappvattnet och VP1 inte klarar av det används spetsning av fjärrvärme.

(17)

11

DUC berättar då utifrån den temperatur som tilloppet på tappvatten visar hur mycket man behöver spetsa på med fjärrvärme. DUC skickar en digital signal till en primärventil på fjärrvärme tilloppet och öppnar ventilen. Fjärrvärmen via värmeöverföring i värmeväxlare 1 ger värme till tappvattnet.

2. Metoder

För att kunna presentera resultat på ett objektivt sätt har ett antal olika metoder använts för att jämföra värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2. Metoderna beaktade bestämda jämförbara parametrar inom områdena energi, miljö och ekonomi. Flera av metoderna bestod av mätningar av driftdata. Mätningarna genomfördes under en bestämd mätningsperiod på tre veckor i

månadsskiftet april till maj under år 2012. Mätningsperioden började fredagen den 20/4 -2012 och avslutades fredagen den 11/5-2012 vilket är tre veckor.

För att genomföra examensarbetet samt de olika metoderna har följande aktiviteter genomförts under arbetets gång:

 Litteraturstudie

 Bearbetning av energistatistik av ett webbaserat verktyg som heter Eos.

 Egna mätningar i fastigheterna med mätutrustning lånad av Huge.

 Egna beräkningar uppbyggda i Microsoft Office programmet Excel.

 Samtala med personal på Huge och andra berörda företag.

 Använda viktiga dokument samt ritningar på Gäddan 1 och Gäddan 2 av Huge.

2.1 Energi

2.1.1 Energistatistik

En prognos för energiförbrukningen för år 2012 för värmesystemen gjordes och låg till grund för några av de metoder som har tillämpats. Energiförbrukningen avser förbrukningen av el samt fjärrvärme i båda värmesystemen. Energiförbrukningsprognosen för år 2012 utgick från de verkliga värdena de 19 första veckorna under våren år 2012. Värdena fick vi fram genom det webbaserade verktyget EOS som gjorts av Bergen Energi. Huge köper energistatistiska tjänster av EOS. Med hjälp av EOS såg vi historik på värmesystemens energiförbrukning. Energistatistiken från EOS på

energiförbrukningen innehöll flera driftavbrott som berodde på injustering och ombyggnation av båda värmesystemen. Vissa värden har antagits med hjälp av verktyget EOS och genom diskussion med handledare på Huge, [7]. Detta på grund av bristfällig statistik på hur energiförbrukningen har sett ut för båda fastigheternas värmesystem. Bristfällig statistik berodde på att båda värmesystemen endast hade varit igång sedan årsskiftet 2011/2012 och har fram till slutet av maj haft många

driftavbrott som berodde på injustering och ombyggnation av värmesystemen, enligt egna

observationer och handledare på Huge, [6]. Under sommarmånaderna juni, juli och augusti år 2012 planerade Huge att stänga av värmepumparna för att spara pengar genom att enbart använda fjärrvärme vilket är billigare på sommaren för Huge. Antaganden gjordes på hur energiförbrukningen såg ut under dessa sommarmånader genom att författarna undersökte värmesystemens

energiförbrukning tidigare år.

För att få en prognos för hur energiförbrukningen i värmesystemen skulle se ut för hösten 2012, användes samma energiförbrukningsvärden som på våren 2012. Med denna metod antogs att hösten 2012 skulle ha samma uppvärmningsbehov som våren 2012.

(18)

12

Resultatet av metoden kommer att redovisas som ett diagram som visar hur energiförbrukningen samt energiproduktionen ser ut för värmesystemen år 2012.

2.1.2 Värmefaktor (COP)

Beräkning av värmepumparnas värmefaktor användades som en metod för att jämföra

fastigheternas värmepumpar med varandra. Värmefaktorn anger förhållandet mellan producerad värmeeffekt och förbrukad eleffekt. En värmepumps värmefaktor förkortas med COP som på engelska står för ”coefficent of performance”. Ett högt värde på värmefaktorn indikerar på en hög verkningsgrad av den förbrukad el värmepumpen använt. Förhållandet mellan förbrukade el och tillskott på värme ska vara stor då det ger hög verkningsgrad på den förbrukade elen. För beräkning av värmepumparnas värmefaktor har formel 1 använts.

= Värmefaktor (COP) (1)

Begreppsförklaring till formel 1:

Med producerad värmeenergi menas den värmeenergi som värmepumpen har levererat. Med förbrukad el menas den el som värmepumpen förbrukar för att kunna producera värmeenergi.

För att beräkna värmefaktorn för värmepumpen i Gäddan 1 behövdes värden mätas för producerad värmeenergi och elförbrukning för värmepumpen. I undercentralen finns en värmemängdsmätare installerad för att mäta mängden värmeenergi i MWh som värmepumpen producerar. Värmeenergin som mätts av värmemängdsmätaren används till uppvärmning av radiator- och tappvattensystemet.

Värmepumparnas elförbrukning fick vi genom att läsa av en elmätare i el centralen. Elmätaren visar mängden el i kWh som har förbrukats av värmepumpen. I bilaga C visas vilka modeller av mätare som har används.

För att beräkna värmefaktorn för värmepumparna i Gäddan 2 behövdes värden för producerad värmeenergi och elförbrukning. Det finns två värmemängdsmätaren som mäter hur mycket värmeenergi i MWh som värmepumpen totalt har producerat. En av mätarna mäter endast värmeenergi som värmepumpen har producerat som har används för uppvärmning av

radiatorsystemet. Den andra mätaren mäter endast värmeenergin som värmepumpen producerat för uppvärmning av tappvattensystemet. Genom att summera de producerade värmeenergin ifrån båda mätarna fick vi en total summa av producerad värmeenergi. Elförbrukningen fick vi genom avläsning av elmätare som finns i el centralen. I bilaga C visas vilka olika modeller av mätare som har använts.

Mätningsperioden för båda värmesystemen pågick under tre veckor och under samma tidsperiod.

Excel användes för att bygga upp en mall där dagliga värden ifrån värmemätarna, elmätarna, DUC och utomhus temperatur fördes in. Efter mätperiodens slut gjordes en sammanställning av alla värden som användes för beräkningsmaterial. Under helgdagarna användes ett webbaserat verktyg som heter Eos för att läsa av de aktuella värdena som behövdes. Med hjälp av verktyget kunde man läsa av värden via Data Under Centralen (DUC).

2.2 Miljö

2.2.1 Koldioxidutsläpp

Koldioxid är en växthusgas, som tillsammans med vissa andra gaser bidrar till jordens uppvärmning.

Dagens förbränning av fossila bränslen leder till ökade halter av koldioxid i atmosfären, vilket

(19)

13

förstärker växthuseffekten och höjer temperaturen på jorden. Till följd av detta smälter glaciärer, havsnivån stiger, allt fler problem med översvämningar och torka samt komplikationer för många människor, djur och växter, [8]. Att minska Koldioxidutsläppen är bra för miljön. Genom att förstå hur mycket värmesystemen släpper ut i form av koldioxidutsläpp, får man reda på hur miljövänliga värmesystemen är i drift.

För att räkna ut värmesystemens miljöpåverkan, användes beräkningar av koldioxidutsläpp som en metod. För att beräkna koldioxidutsläppen användes ett webbaserat verktyg som heter Svante.

Svante är ett verktyg som beräknar koldioxidutsläpp i enheten CO2 gram per förbrukad kWh.

Beräkningsprogrammet Svante är ett samarbetsprojekt mellan företagen Respect och Mobile Access Group. Huge använder sig av programmet Svante i projekterings skeden och som är ett uppföljnings verktyg för att tag reda på hur deras fastigheter påverkar miljön. Margot Wallström, viceordförande för EU kommissionen anser att Svante är ett konkret verktyg som fungerar bra för företag att använda sig av vid beräkning av koldioxidutsläpp, [9].

I det webbaserade verktyget Svante skrivs vilken typ av energi som används och hur energin har producerats. Dessa parametrar påverkar storleken av koldioxidutsläppen. Energikällorna till värmesystemen Gäddan 1 och Gäddan 2 består av el och fjärrvärme. I verktyget uppger man rätt andelar av den bränslemix som används vid förbränningen och produktionen av värmenergin.

Koldioxidutsläpps värdena har beräknats fram utav miljöingenjörer på företaget Respect och Mobile Access Group. Det är miljöingenjörerna som uppdaterar koldioxidutsläpps värden i programmet Svante. Miljöingenjörerna har undersökt Huges användning av energi för att beräkna

koldioxidutsläpps värdena. Koldioxidutsläpps enheten som programmet Svante har tagit fram har multipliceras med energiförbrukningen för båda värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2. Genom denna metod har koldioxidutsläpp beräknats för båda systemen. Dessa beräkningar användes även för att räkna fram systemens totala koldioxidutsläpp under hela dess livslängd.

Avgränsning om hur värmesystemen påverkar miljön kommer att göras genom att endast beräkna värmesystemens koldioxidutsläpp under drift. Andra metoder som kan användas för att tag reda på hur värmesystemen påverkar miljön under tillverkning och frakt har inte gjorts. Detta kan vara intressant i en fortsatt analys av värmesystemens miljöpåverkan.

2.3 Ekonomi

2.3.1 Kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh)

För att jämföra driftkostnaderna för värmesystemen på ett objektivt sätt har metoden kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh) arbetats fram. Metoden innebär att beräkna hur mycket varje producerad kWh till värmesystemen kostar. Anledningen till att denna jämförbara metod är att det inte räcker med att enbart jämföra energiproduktionen i värmepumparna mot varandra. Då den installerade effekten på de två olika värmepumparna är olika. Det finns även en viss skillnad i energiförbrukning mellan fastigheterna.

Mätningar gjordes under en mätningsperiod på tre veckor där avläsningar gjordes dagligen klockan 12:00. Avlästa värden noterdes ner i en uppbyggd mall i Excel. Förbrukad el, förbrukad fjärrvärme och producerad energi ifrån pumparna är de värden som mätts och som behövdes för beräkning av kostnad per producerad värmeenergi.

(20)

14

Vid mätningen av el användes värdet som elmätaren i el centralen visade för elförbrukning av värmepumpen. Värmemängdsmätare som visar förbrukad fjärrvärmeenergin finns installerad i undercentralen. Ett startvärde noteras under dagens första avläsning och sedan läses mätaren av dagligen för att få fram förbrukningen dygnsvis i båda fastigheterna. I bilaga C visas mätare som har använts.

Värden på producerad värmenergi av värmepumparna avlästes på värmemängdsmätare i

undercentralen. Genom att multiplicera elförbrukningen för värmepumpen med elkostnaden sedan multiplicera fjärrvärmeförbrukningen tillsammans med fjärrvärmekostanden så fås den totala driftkostnaden. Dividera totala driftkostnaden med den totalt uppmätta energianvändningen som värmepump och fjärrvärmen har producerat till fastigheten. Resultatet av denna metod är kostnaden per producerad värmenergi (kr/kWh)till fastigheten. Se formel 2 och beräkningsexempel i tabell 1.

= kr/kWh (2)

Tabell 1. Exempel på beräkning med hjälp av formel (2).

Energiåtgång under ett dygn Använd energi(kWh) Köpt energi(kr/kWh) Kostnad(kr)

EL för att driva värmepump 5 1,1 5,5

Fjärrvärme förbrukning 5 0,8 4

Producerad värmenergi av

värmepump 15 0 0

Summa 20 kWh 9,50 kr

Enhet 9,5kr/20kWh = 0,475kr/kWh

Efter mätningsperioden beräknades differensen mellan startvärde och slutvärde för den mätta perioden i respektive post. Den totala förbrukningen av respektive post användeds vid en uträkning där kostnaderna för el och fjärrvärme multipliceras. Värdet vi fick fram är totala kostanden för att driva systemet i respektive fastighet. Genom detta kunde vi få fram ett neutralt resultat där vi jämför fastigheternas förbrukningskostnad och den producerade energin till fastigheten. Resultatets enhet blir kr/kWh.

2.3.2 Livscykelkostnad

För att få en uppfattning om hur lönsamheten ser ut för att installera värmesystemen valdes beräkning av värmesystemens livscykelkostnader som en metod. Livscykelkostnader förkortas LCC på engelska och står för ”life cycle cost”. Att beräkna värmesystemens livscykelkostnad innebär att man summerar alla kostnader som ex. investerings-, drift-, underhåll- och övriga kostnader

värmesystem under dess användnings tid. Att beräkna värmesystemens livscykelkostnader gav oss en intressant ekonomisk överblick på hur värmesystemens kostnader ser ut under hela värmesystemens användnings tid. Metoden innebär att man beräkna värmesystemens livscykelkostnad och jämför resultatet mellan systemen för att se vilket system som kostar minst under hela användningstiden.

Metoden vi har använt oss för att beräkna livscykelkostnaderna är att använda en färdig LCC kalkyl uppbyggd i Excel. LCC kalkylen fick vi av vår handledare Sven Dahlström på KTH. Värden som

(21)

15

användes för att få fram LLC är egna mätningar (energiförbrukning), de webbaserade verktyget Eos(tidigare års loggad förbrukning), dokumentation ifrån Huges fasta investerings kostander och driftkostander samt egna antaganden. Tabell 2 visar hur använda värden i LCC kalkylen har tagits fram.

Tabell 2. Tabellen visar vilka värden som har används i LCC kalkylen och hur dessa värden har tagits fram.

Rubriker i LCC

kalkylen Värmesystem Gäddan 1 Värmesystem Gäddan 2

Uppskattade kalkyl värden

Förutsättningar Antal användnings år Antal användnings år Huge [10]

Kalkyl ränta Kalkyl ränta

Dokumentation på Huge

Inventeringar Anskaffningskostnad Anskaffningskostnad

Dokumentation på Huge

Drift Förbrukning kWh/vecka Förbrukning kWh/vecka

Webbaserat verktyg och egna mätningar Årlig användning veckor Årlig användning Veckor Huge [11]

Kostnad per kWh Kostnad per kWh

Dokumentation på Huge

Underhåll Underhålls kostnader per år Underhålls kostnader per år Huge [11]

Övrigt Skatter/Avgifter Skatter/Avgifter

Dokumentation på Huge

Avvecklingskostnad Avvecklingskostnad Författarna

Restvärde Restvärde Författarna

(22)

16

Tabell 3. Tabellen visar den använda kalkylmallen uppbyggd i Excel.

LCC kalkylen resulterade i att vi fick fram en total livscykelkostnad för båda värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2. Eftersom LCC kalkylen är uppbyggd i Excel kan resultatet visas med intressanta analyser i form av diagram och figurer.

2.3.3 Återbetalningstid

Beräkning av värmesystemens återbetalningstid användes som en metod. Återbetalningstids metod är en investeringskalkyl som beräknar återbetalningstiden för värmesystemen. Genom beräkning av återbetalningstiden fick vi svar i antal år efter när en investering blir lönsam. På engelska heter återbetalningstidsmetoden för ”pay back time”.

Vi använde oss av en återbetalningsmetod utan hänsyn till kalkylränta och formel 3 användes vid beräkning av återbetalningstiden.

= återbetalningstid (år) (3)

Anskaffningskostnaden fick vi genom upphandlingsdokument ifrån Huge. Energikostnads besparing fick vi ut genom att multiplicera förbrukningsvärden av el och fjärrvärme från en genomsnittlig energiförbrukning. Genomsnittet är baserad på ett beräknat genomsnittsår taget ifrån tre tidigare år innan installationen av nya värmesystemet gjordes. Vi multiplicerade genomsnittsförbrukningen med kostnaden för energin. Då har ett genomsnitt på vad driftkostnaden för energiförbrukningen före installationerna i värmesystemet beräknats. Motsvarande driftkostnad efter installationen gjordes genom att multiplicera en energiförbruknings prognos för år 2012 med den aktuella

energikostnaden. Huge betalar genomsnitt 0,8 kr/kWh för fjärrvärme och 1,1 kr/kWh för el.

(23)

17

3. Resultat 3.1 Energi

3.1.1 Energistatistik

Kurvorna i diagrammen i figur 9 och 10 visar energiförbrukning för fjärrvärme, el till värmepumparna samt den totala producerade värmeenergin av värmepumparna från mätningsperioden av

värmesystemen. Utomhustemperaturen visas som en referens för att få en överblick på hur fastighetens värmebehov har varit under mätningsperioden.

Den totala elförbrukningen för Gäddan 1 är 4 271 kWh och för Gäddan 2 är 4 357 kWh.

Värmesystemet i Gäddan 2 har förbrukat 2 % mer el än värmesystemet i Gäddan 1 har gjort under mätningsperioden.

Den totala fjärrvärmeförbrukningen för Gäddan 1 är 5 983 kWh och för Gäddan 2 är 5 553 kWh.

Värmesystemet i Gäddan 1 har förbrukat 8 % mer än värmesystemet i Gäddan 2 har gjort under mätningsperioden.

Värmepumpen i Gäddan 1 har producerat 14 860 kWh under mätningsperioden. Värmepumparna i Gäddan 2 har producerat 12 332 kWh tillsammans. Värmepumpen har producerat 21 % mer värmeenergi än vad båda värmepumparna i Gäddan 2 har producerat tillsammans.

(24)

18

Figur 9. Figuren visar resultatet av mätningsperioden i fastigheten Gäddan 1 där en frånluftvärmepump är installerad.

Kurvorna i diagrammet visar hur mycket värmesystemet i Gäddan 1 har förbrukat fjärrvärme och el. Diagrammet visar även hur mycket värmepumparna har producerat. Utomhustemperaturen redovisas i staplar i bakgrunden. Driftavbrott av värmepumpen har gjorts i slutet av mätningsperioden och har påverkat resultatet. Kurvan för el och kurvan för producerad energi av värmepump har gått ner men i diagrammet men kurvan för fjärrvärme har gått uppåt på grund av driftavbrott. Detta kan vara förklaring till varför kurvorna ser ut som de gör. Detta är också en felkälla i vårt resultat.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre

21- apr

22- apr

23- apr

24- apr

25- apr

26- apr

27- apr

28- apr

29- apr

30- apr

01- maj

02- maj

03- maj

04- maj

05- maj

06- maj

07- maj

08- maj

09- maj

10- maj

11- maj

Temperatur (˚C)

kWh

Mätningsperiod (dygn)

Resultat av mätningsperiod i fastigheten Gäddan 1

Utomhus- temperatur

El

Fjärrvärme

Producerad energi av värmepump

Totala energivärden : - El: 4 271 kWh - Fjärrvärme: 5 983 kWh

- Producerad energi: 14 860 kWh

Genomsnittliga energivärden:

- El: 203 kWh/dygn - Fjärrvärm: 289 kWh/dygn

- Producerad energi: 707 kWh/dygn - Temperatur: 12,2°C (klockan 12:00)

(25)

19

Figur 10. Figuren visar resultatet av mätningsperioden i fastigheten Gäddan 2 där två utomhusvärmepumpar är installerade. I diagrammet redovisas hur mycket värmesystemet i Gäddan 2 har förbrukat fjärrvärme och el. Det redovisas även hur mycket värmepumparna har producerat. Utomhustemperaturen redovisas i staplar i bakgrunden.

Driftavbrott av värmepumpen har gjorts i mitten av mätningsperioden och har påverkat resultatet. Kurvan för

producerad energi av värmepump har gått ner och upp. Driftavbrottet är en förklaring till varför kurvorna ser ut som de gör. Detta är också en felkälla i vårt resultat.

Resultatet av den gjorda energiprognosen för värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2 år 2012 redovisas i figurerna 11 och 12. Resultatet av prognosen visade att energiförbrukningen i Gäddan 1 är större än energiförbrukningen är i Gäddan 2. Värmesystemet i Gäddan 1 har en total

fjärrvärmeförbrukning på 254 000 kWh och elförbrukning på 116 000 kWh enligt prognosen.

Värmesystemet i Gäddan 2 har en total fjärrvärmeförbrukning på 185 000 kWh och elförbrukning på 141 000 kWh. Resultatet visade att värmesystemet i Gäddan 1 skulle enligt prognosen förbruka 37 % mer i fjärrvärme än värmesystemet i Gäddan 2. Resultatet av prognosen däremot visade att

värmesystemet i Gäddan 2 förbrukar 22 % mer el än värmesystemet i Gäddan 1 gör. I figur 11 och 12 redovisas vilken del av diagrammet som är baserad på verkliga mätvärden och vilken del som är antagen prognos.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre

21- apr

22- apr

23- apr

24- apr

25- apr

26- apr

27- apr

28- apr

29- apr

30- apr

01- maj

02- maj

03- maj

04- maj

05- maj

06- maj

07- maj

08- maj

09- maj

10- maj

11- maj

Temperatur (°C)

kWh

Mätningsperiod (dygn)

Resultat av mätningsperiod i fastigheten Gäddan 2

Utomhus- temperatur

El

Fjärrvärme

Producerad energi av värmepump

Genomsnittliga energivärden : - El: 207 kWh/dygn

- Fjärrvärm: 264 kWh/dygn

- Producerad energi: 587 kWh/dygn - Temperatur: 12,2°C (klockan 12:00) Total energianvändning:

- El: 4 357 kWh - Fjärrvärm: 5 553kWh

- Producerad energi 12 332kWh

(26)

20

Figur 11. Figuren visar prognosen för hur energiförbrukningen ser ut för år 2012 i fastigheten Gäddan 1 där en frånluftvärmepump är installerad. Under tre sommarmånader kommer värmepumpen att vara avstängd. Enbart fjärrvärme är tänkt att användas under denna period. Energiförbrukningen efter sommaren antas vara den omvända förbrukning som varit under v1 till v19. Vecka 6 i diagrammet visar en hög fjärrvärmeförbrukning och detta beror på väldigt kall vintervecka då värmebehovet var mycket stort.

Figur 12. Figuren visar prognosen för hur energiförbrukningen ser ut för år 2012 i fastigheten Gäddan 2 där två utomhusvärmepumpar är installerad. Under tre sommarmånader kommer värmepumpen att vara avstängd. Enbart fjärrvärme är tänkt att användas under denna period. Energiförbrukningen efter sommaren antas vara den omvända förbrukning som varit under v1 till v19. Vecka 6 i diagrammet visar en hög fjärrvärmeförbrukning och detta beror på väldigt kall vintervecka då värmebehovet var mycket stort.

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

v.1 v.3 v.5 v.7 v.9 v.11 v.13 v.15 v.17 v.19 v.21 v.23 v.25 v.27 v.29 v.31 v.33 v.35 v.37 v.39 v.41 v.43 v.45 v.47 v.49 v.51

Förbrukning (kWh)

Veckor 2012

Energiprognos för 2012 i Gäddan 1

Fjärrvärme

El

Mätvärden Antagen prognos

Total energianvändning:

Fjärrvärme: 254 000 kWh El: 116 000 kWh

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

v.1 v.3 v.5 v.7 v.9 v.11 v.13 v.15 v.17 v.19 v.21 v.23 v.25 v.27 v.29 v.31 v.33 v.35 v.37 v.39 v.41 v.43 v.45 v.47 v.49 v.51

Förbrukning (kWh)

Veckor 2012

Energiprognos för 2012 i Gäddan 2

Fjärrvärme El

Antagen prognos Mätvärde

Total energianvändning:

Fjärrvärme: 185 000 kWh El: 141 000 kWh

(27)

21 3.1.2 Värmefaktor (COP)

Resultatet av värmepumparnas värmefaktor visade att värmepumpen i Gäddan 1 har högst genomsnittlig värmefaktor värde på 3,5 och värmepumparna i Gäddan 2 har en genomsnittlig värmefaktor värde 2,8 tillsammans.

I figur 13 visas resultatet för värmefaktorn ifrån värmepumparna i Gäddan 1 och Gäddan 2 från mätningsperioden.

Figur 13. Figuren visar resultatet av värmefaktorn för värmepumparna från mätningsperioden i fastigheterna Gäddan 1 och Gäddan 2. Fredagen den 4 maj visar kurvan för Gäddan 2 en stor förändring i diagrammet och det beror ett driftavbrott.

3.2 Miljö

3.2.1 Koldioxidutsläpp

Resultatet av koldioxidutsläpp beräkningar visade att värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 släpper ut totalt 34 ton koldioxid per år. Värmesystemet i fastigheten Gäddan 2 släppte ut totalt 25 ton koldioxid per år. Under användningstiden som är 20 år släppte värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 ut totalt 680 ton koldioxid. Värmesystemet i fastigheten Gäddan 2 släppte ut motsvarande 500 ton koldioxid. Koldioxidutsläpps enheten som har använts vid beräkning har hämtats ifrån det

webbaserade verktyget Svante. Programmet Svante har beräknat fram ett värde på 133 g

koldioxidutsläpp per förbrukat fjärrvärme i kWh. Motsvarande värde för el användningen är 0,03 g koldioxidutsläpp per förbrukad el i kWh. Dessa parametrar på Koldioxidutsläpp har används vid beräkning av koldioxidutsläpp för båda värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2. Värmesystemens energiförbrukningsprognos för 2012 har används till beräkningarna av Koldioxidutsläppen.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 1 2 3 4 5 6

Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre

21- apr

22- apr

23- apr

24- apr

25- apr

26- apr

27- apr

28- apr

29- apr

30- apr

01- maj

02- maj

03- maj

04- maj

05- maj

06- maj

07- maj

08- maj

09- maj

10- maj

11- maj

Temperatur ( ⁰C)

Värmefaktor (COP)

Mätningsperiod (dygn)

Värmepumparnas värmefaktor i Gäddan 1 och Gäddan 2

Utomhus- temperatur

Gäddan1

Gäddan2

Genomsnittligt värmefaktor (COP) Värde:

- Gäddan 1: 3,5 - Gäddan 2: 2,8

(28)

22

Figur 14. Figuren visar hur mycket Koldioxidutsläpp i enheten ton som båda värmesystemen i fastigheterna Gäddan 1 och Gäddan 2 släpper ut under en användningstid på 20 år som ska motsvara värmesystemens användningstid.

3.3 Ekonomi

3.3.1 Kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh)

Resultatet för kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh) visade att värmesystemet i Gäddan 1 har en lägre kostnad per producerad värmeenergi för energin än vad värmesystemet i Gäddan 2 har.

Vid beräkning av resultatet så har kostnaden för fjärrvärme varit 0,8 kr/kWh och för el 1,1 kr/kWh använts.

Resultatet av beräkning av kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh) enligt formel (2) visade att under mätningsperioden är Gäddan 1´s värmesystem hade lägre kr/kWh än vad Gäddan 2´s

värmesystem har. Det genomsnittliga resultatet av kostnad per producerad värmeenergi för Gäddan 1 är 0,46 kr/kWh och för Gäddan 2 0,52 kr/kWh. Värmesystemet i Gäddan 2 hade en 13 % högre driftkostnad under mätningsperioden än vad värmesystemet i Gäddan 1 hade. Resultatet beskriver hur differensen mellan kostnaden för elförbrukning och fjärrvärmeförbrukning samt för hur mycket kWh i energi som har använts i fastigheterna.

- 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total CO2 (ton)

Tid efter installation av värmesystemen (år)

Koldioxidutsläpp (CO

2

)

Gäddan 1 Gäddan 2

Total koldioxid utsläpp: Gäddan 2: 500 ton Gäddan 1: 680 ton

(29)

23

Figur 15. Figuren visar att fastigheten Gäddan 1´s värmesystem har ett lägre värde på kr/kWh än vad fastigheten Gäddan 2´s värmesystem har. Kurvan för Gäddan 2 visar att på fredagen den 4 maj höjdes värdet i diagrammet mycket. Detta beror på ett driftavbrott som har påverkat resultatet.

3.3.2 Livscykelkostnad

Resultatet av livscykelkostnads beräkningar visar att värmesystemet i Gäddan 2 hade lägre

livscykelkostnad än vad värmesystemet i Gäddan 1. Livscykelkostnaden för värmesystemet i Gäddan 2 är beräknat till 4 012 022kr. Livscykelkostnaden för värmesystemet i Gäddan 1 är beräknat till 4 032 781 kr. Skillnaden är beräknat till 20 759 kr i kostnad mellan värmesystemens livscykelkostnad.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre Lör Sön Mån Tis Ons Tors Fre

21- apr

22- apr

23- apr

24- apr

25- apr

26- apr

27- apr

28- apr

29- apr

30- apr

01- maj

02- maj

03- maj

04- maj

05- maj

06- maj

07- maj

08- maj

09- maj

10- maj

11- maj

Temperatur (⁰C)

kr/kWh

Mätningsperiod (dygn)

Kostnad per producerad värmeenergi (kr/kWh)

Utomhus tempera tur Gäddan 1

Gäddan 2 Genomsnittlig kostnad (kr/kWh)

- Gäddan 1: 0,46 kr/kWh - Gäddan 2: 0,52 kr/kWh

(30)

24

Tabell 4. Tabellen visar livscykelkostnadskalkylen är som uppbyggd i Excel. Förutsättningarna i livscykelkostnadskalkylen är att användningstiden är 20 år och kalkylräntan är 6,5 %. Anskaffningskostnaden är för värmesystemet i fastigheten Gäddan 1, 360 000 kr och för värmesystemet i fastigheten Gäddan 2, 644 400 kr. Förklaring till driftkostnads värden redovisas i tabell 5.

Värmesystemet i Gäddan 2 hade en lägre driftkostnad än vad värmesystemet i Gäddan 1 hade enligt livscykelkostnads beräkningar. Driftkostnaden för värmesystemet i Gäddan 2 är 3 345 585 kr och för värmesystemet i Gäddan 1 är 3 650 744 kr. Skillnaden i driftkostnaden i livscykelkostnads beräkning mellan båda värmesystem är 305 159 kr. I driftkostnaderna ingår priser för förbrukning av fjärrvärme och el. Detta resultat bygger på den energiprognosen för 2012 som har redovisats tidigare i den här rapporten. Resultatet av den här metoden visar att värmesystemet i Gäddan 2 hade billigare driftkostnad. Däremot visar resultatet av metoden kostnad per producerad värmeenergi som har använts som en metod visade att värmesystemet i Gäddan 1 hade billigare driftkostnad. Metoderna har gjorts på olika sätt och har fått olika resultat.

(31)

25

Tabell 5. Tabellen visar driftkostnaderna i livscykelkostnadskalkylen i Excel. Värden på energiförbrukningen i el och fjärrvärme för båda värmesystemens fastigheter har tagits ifrån energiförbrukning prognos för 2012. Förbrukningen som visas i figuren är ett beräknat genomsnitts förbrukning per vecka i båda värmesystemen. Antal veckor som

värmesystemet är i gång är 52 veckor. Kostnaden per förbrukad kWh som har används i livscykelkostnads beräkning är i el är 1,1 kr och i fjärrvärme 0,8 kr.

Resultatet av känslighetsanalysen i livscykelkostnadskalkylen är att en eventuell förändring av kalkylränta eller förändring av driftkostnad av energi som exempelvis insatsvarorna el och fjärrvärme inte påverkar resultatet av värmesystemens livscykelkostnad. Vid förändring av kalkylräntan eller vid driftprisökning kommer värmesystemet i Gäddan 2 ha en fortsatt lägre livscykelkostnad än vad värmesystemet i Gäddan 1 har.

3.3.3 Återbetalningstid

Beräkning av återbetalningstiderna för värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2 visade att värmesystemet i Gäddan 1 hade kortast återbetalningstid. Värmesystemet i Gäddan 1 hade en beräknad återbetalningstid på 11 år. Det betyder att 11 år efter investeringen blir den lönsam.

Värmesystemet i Gäddan 2 hade en beräknad återbetalnings tid på 22 år. Det betyder att 22 år efter investeringen blir den lönsam.

Vid beräkning av värmesystemet i Gäddan 1´s återbetalningstid är anskaffningskostnaden 360 000 kr och besparing av energikostnader efter installationen av värmesystemet är beräknat till 31 687 kr per år.

= Återbetalningstid (år) =

= 11 år (3)

Vid beräkning av värmesystemet i Gäddan 2´s återbetalningstid är anskaffningskostnaden 644 400 kr och besparing av energikostnader efter installationen av värmesystemet är beräknat till 28 473 kr per år.

= Återbetalningstid (år) =

= 22 år (3)

(32)

26

3.4 Sammanställning av resultatet

Sammanställning av resultatet av analysen redovisas i tabell 6. Sammanställningen visade att

värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 hade bättre resultat på fler valda analyserade metoder än vad värmesystemet i fastigheten Gäddan 2 hade. Värmesystemet i Gäddan 1 består av en

frånluftvärmepump med ett kylbatteri installerat i en frånluftkammare. Värmesystemet i Gäddan 2 består av två utomhusvärmepumpar placerade i en frånluftkammare.

Tabell 6. Tabellen visar sammanställning av resultat.

Sammanställning av resultat

Område Metod Gäddan 1 Gäddan 2

Energi

Energistatistik

El: 4 271 kWh Fjv: 5 983 kWh FVP: 14 860 kWh

EL: 4 357 kWh Fjv: 5 553 kWh FVP: 12 332 kWh

Värmefaktor(COP) 3,5 2,8

Miljö

Koldioxidutsläpp 680 000 kg 500 000 kg

Kostnad per producerad

värmeenergi 0,46 kr/kWh 0,52 kr/kWh

Ekonomi Livscykelkostnad 4 032 781 kr 4 012 022 kr

Återbetalningstid 11 år 22 år

4. Diskussion

Sammanställningen av resultatet visar att värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 har bättre resultat på flera av valda metoder i analysen än vad värmesystemet i fastigheten Gäddan 2 har.

Värmesystemet i Gäddan 1 har en luft-vatten frånluftvärmepump installerad i undercentralen med kylbatteriet installerat i frånluftkammaren. Värmesystemet i Gäddan 2 består av två luft-vatten utomhusvärmepumpar installerade i frånluftkammaren. Värmepumparna är fastigheternas huvudvärmekälla. När värmepumparna inte klarar av att producera tillräckligt med värme för att täcka fastighetens värmebehov används fjärrvärme som spetsning i båda värmesystemen.

Resultatet av valda metoder i analysen inom energi visar att värmesystemet i Gäddan 1 har högre energiförbrukning än vad värmesystemet i Gäddan 2 har. Detta kan bero på att Gäddan 1 har åtta (20

%) fler antal lägenheter och totalt 109 m2 (4,4 %) större uppvärmd area än vad Gäddan 2 har.

Gäddan 2 har däremot kommersiella lokaler på ett våningsplan istället för lägenheter.

Prognosen för energiförbrukningen för år 2012 är delvis levererad på antaganden av författarna.

Detta kan påverka resultatets riktighet. För att öka trovärdigheten för gjorda antaganden analyserades tidigare års energiförbrukning. Detta har diskuterats med handledare på Huge.

Prognosen bygger även på verklig energiförbrukning av fastigheterna under de första 19 veckorna under år 2012. Driftstatistiken från dessa veckor innehåller flera driftavbrott. Avbrott på grund av

(33)

27

injustering eller ändringar i värmesystemen har påverkat driftstatistiken sedan värmepumparna installerades. Värmepumparna har en viss injusteringstid efter installationen som gör att det kan bli svårt att förutse hur mycket injusteringarna har påverkat resultatet.

Hyresgästernas beteende, som exempelvis användning av varmvatten, kan påverka energiförbrukningen mellan fastigheterna.

Värmepumpen i Gäddan 1 har en högre värmefaktor (COP) än vad värmepumparna i Gäddan 2 har.

Värmepumpen i Gäddan 1 är frekvensstyrd och arbetar med olika frekvenser beroende på hur mycket värmeenergi som går att utvinna ur frånluften. Värmepumparna i Gäddan 2 är inte

frekvensstyrda utan drivs av två kompressorer i båda värmepumparna. Värmepumpen använder sig av en eller två kompressorer beroende på hur värmebehovet ser ut i fastigheten. När värmepumpen väljer att använda sig av två kompressorer så kan värmefaktorn påverkas negativt, då effekten på kompressorerna inte alltid kan utnyttjas maximalt. Resultatet av undersökningen tyder på att värmepumpar med frekvensstyrning presterar bättre när värmebehovet varierar.

Resultatet visar att värmesystemet i Gäddan 2 har en mindre miljöpåverkan än värmesystemet i Gäddan 1. Metoden som användes visar endast miljöpåverkan i form av koldioxidutsläpp.

Värmesystemens totala miljöpåverkan beror på mer än bara koldioxidutsläpp. Metoder för vad tillverkningen av värmepumparna har för klimatavtryck, samt andra metoder som kan visa på hur värmesystemen påverkar miljön har inte gjorts i den här analysen vilket borde göras för att få en korrekt bild på värmesystemens miljöpåverkan.

Resultatet av valda metoder i analysen inom ekonomi visar att värmesystemet i Gäddan 1 har en lägre kostnad per producerad värmeenergi och kortare återbetalningstid än värmesystemet i Gäddan 2 har. Värmesystemet i Gäddan 2 har en lägre livscykelkostnad än vad värmesystemet i Gäddan 1 har. Resultatet av kostnad per producerad värmeenergi innebär att driftkostnaderna är lägre i värmesystemet i Gäddan 1. Den valda metoden för beräkning av kostnad per producerad

värmeenergi baseras på egna mätningar utförda under en tre veckors mätningsperiod under våren år 2012. Att värmesystemet i Gäddan 1 förbrukar mer energi än vad värmesystemet i Gäddan 2 gör leder till att livscykelkostnaden för Gäddan 1 blir större. Den valda metoden för beräkning av

livscykelkostnad bygger på en energiprognos för 2012 gjord på befintlig energistatistik och antagande för hur energiförbrukningen i framtiden kommer att se ut. Investeringskostnaden för

värmepumparna i värmesystemen är olika stora och påverkar livscykelkostnaden. Värmesystemet i Gäddan 1 har en kortare återbetalningstid än vad värmesystemen i Gäddan 2 har. Detta beror på att minskning av energiförbrukningen av båda värmesystemet är lika stora som leder till lika stora kostnadsbesparingar av installation av värmesystemen.

Flera av metoderna som har använts i analysen av värmesystemen bygger på egna mätningar och driftstatistik av energivärden ifrån båda värmesystemen. Avläsningar av behövda värden under på egna mätningarna har gjorts varje dag klockan 12. På vardagarna gjordes avläsningarna av

mätningarna på plats i fastigheterna. På helgerna avlästes de värden som behövdes via ett

webbaserat verktyg som visar data under central värdena från båda värmesystemen i Gäddan 1 och Gäddan 2. Antagande har gjorts i analysen och kan påverka resultatet. Mätutrustningen som har använts vid mätningarna har en felmarginal i sina mätningar som kan påverka resultatet. Gör man om analysen i ett senare skede där båda värmesystemen har varit i drift under en längre tidsperiod,

References

Related documents

Figuren nedan visar hur många kWh fjärrvärme som är inköpt från Skellefteå Kraft varje månad sedan januari 2016.Den vänstra är 2016, mittersta 2017 och den högra är 2018..

All collected empirical data has revealed that the effects on SCs of Swedish based firms have been rather minimal and that the supply chains of said firms

2. Vilka var Försvarsmaktens målsättningar med anskaffningen? 3. Vilka konsekvenser uppfattade Försvarsmakten för respektive vägval? 5. Var valt agerande det bästa utifrån

The research questions that were asked early were: (1) How do the ICIA and the perspective of rights of children contribute to social sustainability; (2) what strengths and

1 DAS28 at 3 months after diagnosis of early rheumatoid arthritis is strongly associated with direct and indirect costs over the following 4 years.. The Swedish

6.2 Befintliga rörledningar för kall- och varmvatten Att utnyttja befintliga stamledningar för kallt respektive varmt tappvatten inom fastigheten som förbindelseledningar

dana fläktar är köks- och våtrumsfläktar placerade i frånluftskanalens inlopp som således trycker ut luften i kanalen. Att i stället för utblåsningsfläkt installera

Vi vill därför genom denna studie och med hänsyn till de förutsättningar som framkom i tidigare systematisk litteraturstudie, utforma en undervisningssituation för att synliggöra