Stångby 2015-10-24 Stångbypark Bostadsrättsförening Information om bergvärmesystemet i Stångbypark 2015 För att medlemmarna skall kunna öka sin förståelse om hur vårt bergvärmesystem fungerar och på så sätt även ha rätt förväntningar på det, ger styrelsen ut ett informationsblad om hur vårt bergvärmesystem fungerar. Vad är bergvärme? En värmepump kan ta sin värme från t ex en sjö, luften, marken eller från berget. I Stångbypark tar vi värmen från berget. Varje bergvärmepump använder värme från två eller tre borrhål som vardera är ca 200 m djupa. Från borrhålen leds ca 8- gradigt vatten in i bergvärmepumpen som använder värmen för att ge oss varmvatten och värme. När bergvärmepumpen tagit energin från vattnet leds vattnet ner i borrhålet igen och då är temperaturen på det ca 4-5 grader. I berget värms vattnet återigen upp till ca 8 grader som bergvärmepumpen kan utvinna. Våra bergvärmepumpar I varje soprum står en bergvärmepump, en NIBE Fighter 1330, 22 kw, som förser varsin radhuslänga med varmvatten och värme. Varje bergvärmepump har två kompressorer en som producerar tappvarmvatten och en som producerar värme till våra lägenheter. En värmepump fungerar på i princip samma sätt som ett kylskåp. Både kompressorn i kylskåpet och kompressorn i värmepumpen flyttar värme från ett ställe till ett annat. Kompressorn i kylskåpet flyttar värme från kylskåpets inre och levererar det till baksidan av kylskåpet som då blir varmt. Det är alltså den kalla sidan som vi drar nytta av i ett kylskåp. Bergvärmepumpen flyttar värme från berggrunden och levererar värme och tappvarmvatten. Berget blir, precis som kylskåpets inre, lite kallare och våra lägenheter och tappvarmvattnet blir varmare. Till skillnad från kylskåpet är det den varma sidan som vi drar nytta av genom bergvärmepumpen. Bergvärmepumpens effektivitet Effektiviteten hos en bergvärmepump (bvp) anges med ett verkningstal som kallas COP (Coefficient of Performance) som anger förhållandet mellan levererad energi (värme) och använd energi (el). Liknande system som Stångbypark har ett COP på ca 3. Det betyder att bvp använder 1 kwh el för att producera 3 kwh värme eller varmvatten. Av dessa 3 kwh kommer 2 kwh från berget i form av utvunnen värme och 1 kwh kommer från el i kompressorn som omvandlats till värme. Olika verkningstal Verkningstalen skiftar mycket beroende på hur hög vattentemperatur på som bvp skall producera. Om bvp skall producera en ganska låg temperatur, t ex 35 grader till värmesystemet, ligger COP på ca 4. När bvp producerar tappvarmvatten, som har temperaturen ca 55 grader, är COP ca 2, alltså mycket sämre. En tumregel är att 1
verkningsgraden minskar med ca 3% för varje grad extra som bergvärmepumpen skall producera. Därför finns det mycket energi, och framför allt pengar, att spara genom att inte producera varmare vatten än vad man verkligen behöver. Med 3 grader lägre framledningstemperatur minskar man alltså uppvärmningskostnaden med nästan 10%. Olika sätt att värma upp bostäder Flöde, temperatur och värmeavgivande yta Flera av medlemmarna i Stångbypark har märkt att radiatorerna på andra våningen inte är särskilt varma. Det beror på att radiatorerna har en ganska stor yta, och på det sättet kan leverera samma mängd värme som mindre radiatorer med högre temperatur. Samtidigt har lägenheterna i Stångbypark väldigt god isolering, vilket gör att värmebehovet inte är så stort. Fjärrvärme Flera av medlemmarna är förmodligen sedan tidigare vana vid fjärrvärme eller elvärme. Fjärrvärmeverk levererar ca 100- gradigt vatten till bostaden. Värmesystemet anpassas till att ta tillvara på värmen så mycket som möjligt och ge tillbaka en låg returtemperatur. Eftersom temperaturen på varmvattnet som leds ut i radiatorerna är väldigt hög, kan radiatorerna vara ganska små. Flödet i radiatorerna är väldigt lågt, så att temperaturen på radiatorvattnet, då det når botten av radiatorn, har svalnat av och lämnat så mycket värme som möjligt till lägenheten. Toppen av radiatorn kan alltså vara ca 80 grader varm medan botten är ca 20 25 grader. Medeltemperaturen på radiatorn blir då ca 50 grader. Fjärrvärmesystem använder sig alltså av en hög temperatur, lågt flöde och en liten värmeavgivande yta. Bergvärme För att använda bergvärmepumpar så effektivt som möjligt fungerar ett bergvärmesystem tvärtom jämfört med ett fjärrvärmesystem. Temperaturen är så låg som möjligt för att förbättra verkningsgraden (COP) på bergvärmepumpen. Flödet över radiatorerna är högt, så att hela radiatorytan skall ha en så hög medeltemperatur som möjligt. Temperaturskillnaden mellan toppen och botten av radiatorn är inte mer än ca 10 grader. Radiatorytan är också större än för system som är anpassat för fjärrvärme. Golvvärme har en mycket större värmeavgivande yta än radiatorerna och behöver därför ytterligare lägre framledningstemperatur, vilket bvp får en bra verkningsgrad med. I Stångbypark behövs inte mer än ca 25 graders framledningstemperatur i golvet för att hålla inomhustemperaturen på 21 grader vid ca 5 graders utetemperatur. Direktverkande el Direktverkande el fungerar på många sätt som fjärrvärme: när det behövs värme blir radiatorerna mycket varma. Annars är de kalla. Trots skillnaderna i temperaturer levererar fjärrvärme, bergvärme och direktverkande el lika mycket värmeenergi till bostaden. Vi kanske dock är vana vid att radiatorerna brassar värme om man känner på toppen av dem. Radiatorerna till ett bergvärmesystem brassar så lite som möjligt för att det skall bli en bra värmeekonomi. Temperaturen skall vara så låg som möjligt, men tillräckligt hög för att hålla inomhustemperaturen på rätt nivå. 2
Dessutom kan man tillägga att våra hus i Stångbypark är väldigt bra isolerade och har effektiv värmeåtervinning via våra ventilationsaggregat. Därför behöver vi inte så mycket tillförd värmeenergi för att hålla inomhustemperaturen kring 21 grader. Då personer, hushållsapparater och solinstrålning avger värme i våra lägenheter, behöver vi inte tillföra någon värme förrän vid ca 15 graders utomhustemperatur. För varje grad under 15 grader behövs ca 85 W per grad under 15 graders utomhustemperatur för att hålla inomhustemperaturen på 21 grader. Det innebär att om utomhustemperaturen är 0 grader behövs ca 15 * 85 = 1300 W för varje lägenhet. Bergvärmepumparnas optimala driftsförhållande Våra bergvärmepumpar har precis som ett kylskåp bara två lägen: på eller av. En kompressor som är igång använder 3 kw el och producerar ca 6 11 kw värme, beroende på om det är tappvarmvatten eller värmevatten till lägenheterna. Innan vi fick arbetstankarna installerade under hösten 2015 hade vi stora problem med värmepumpsdriften. När en bergvärmepump är i drift är den beroende av att det är ett visst vattenflöde över kompressorn, som kan ta emot den producerade värmen. Vid detta flöde ökar vattnets temperatur ca 7-10 grader efter att ha passerat kompressorn. Om flödet över kompressorn är mindre, vilket det är om solen värmer våra lägenheter, kommer det minskade flödet att ta emot den producerande värmen vilket ökar temperaturen på vattnet mer än vad som är tänkt och vad som är ekonomiskt optimalt. Temperaturen på vattnet kanske höjs 15 20 grader, vilket minskar bergvärmepumpens effektivitet med ca 15-30%, och ökar också kostnaderna med 15 30 %. Detta innebar också att temperaturen ibland blev så hög att pumpen stannade och orsakade driftstörning. Arbetstankarnas betydelse Sedan hösten 2015 har vi, efter att ha framfört värmeproblemen i brf Stångbypark till Kärnhem som byggt våra hus, fått arbetstankar installerade i alla våra teknikrum. Det arbetstankarna gör är att säkerställa att det finns ett konstant flöde över kompressorn vid värmeproduktion. Den värme som behövs levereras till lägenheterna, medan överskottsproduktionen av värme laddas upp i arbetstanken. När kompressorns värmekörning är slut fortsätter arbetstanken att leverera varmt vatten till lägenheterna, vilket minskar antalet starter och stopp för bergvärmepumpen och ökar installationens livslängd. Inga övertemperaturer förekommer i framledningen. Den levererade temperaturen till lägenheterna är lättare att förutse och vi slipper väldigt höga temperaturer, vilket kunde leda till pendlande inomhustemperaturer. Det har varit en del arbete med att ställa in optimal drift för de nya betingelserna men de som vi har nu verkar bidra till en jämn och bra inomhustemperatur. Den enkla produktionen av tappvarmvatten Tappvarmvattnet produceras genom att bvp värmer upp vatten som leds i en kopparslinga inuti tappvarmvattenberedaren. Flödet till bvp är lätt att reglera genom att ställa in cirkulationspumpen på rätt hastighet, och därmed få optimal drift. 3
Den viktiga värmekurvan Framledningstemperaturen till våra lägenheter bestäms av en vald värmekurva som ställs in på bergvärmepumpen. Ni kan se exempel på värmekurvor på bilden till höger. Framledningstemperaturen av värmevattnet till våra lägenheter är en funktion av utetemperaturen: när det är kallare ute ökar framlednings- temperaturen till lägenheterna. Olika fastigheter har olika uppvärmnings- behov och därför måste man för att få en optimal ekonomi och uppvärmning följa bergvärmepumparnas drift under en hel uppvärmningssäsong. Erfarenheter sedan vi började uppmärksamma problemen med värmen i brf Stångbypark har utmynnat i kurva 8, utan förskjutning. Den ger en framledningstemperatur på 29 grader vid 10 graders utomhustemperatur och ca 39 grader vid 0 graders utomhustemperatur. Bergvärmepumpens BÖR- värde och ÄR- värde Genom värmekurvan vet bvp vilken framledningstemperatur som skall produceras och levereras till lägenheterna vid olika utomhustemperaturer. Den beräknade temperaturen kallas BÖR, medan den faktiska temperaturen som levereras kallas ÄR. Beroende på att bergvärmepumpens arbetssätt att är ömsom vara av- och påslagen kommer framledningstemperaturen ibland att ligga över BÖR och ibland lite under BÖR, för att i snitt pendla kring BÖR. Ett exempel på bvp:s arbetscykel Vid ca 9 graders utetemperatur ligger BÖR på ca 30 grader. Då värmevattnets temperatur kommit ner till ca 27 grader går kompressorn igång och producerar ca 37- gradigt vatten som går ut till våra lägenheter. Bvp arbetar i ca 20 minuter och levererar ca 37- gradigt vatten (ÄR- värde) till lägenheterna. Man kan känna en markant ökning av temperaturen på radiatorerna på 2:a våningen vid bergvärmepumpens drift. Så fort bvp stängt av och arbetstanken lämnat sin värme får vi ouppvärmt 27- gradigt vatten igen till lägenheten. Sedan upprepar sig proceduren. Golvvärmeshunten Golvvärmen arbetar med en något lägre temperatur än vad radiatorerna på andra våningen gör, eftersom den värmeavgivande ytan (hela golvet) är så stor. Den lägre temperaturen åstadkoms genom en shunt som finns i teknikutrymmet på toaletten på bottenvåningen. En del av värmevattnet från bvp går direkt upp till radiatorerna och en del går ner till fördelarshunten. Shunten blandar ut det varma framledningsvattnet från 4
bvp med avsvalnat returvatten från golvvärmen så att framledningen till golvet får en lägre temperatur. Det är viktigt att shunten är riktigt injusterad, annars blir framledningen till golvet för kall eller för varm. En riktigt injusterad shunt skall uppnå ungefär samma temperatur på bottenvåningen som det är på andra våningen. Den lynniga shunten En shunt har en brist när den är kopplad till en värmepump och ett termostatstyrt golvvärmesystem som vi har. Det är att shunten injusteras då alla fyra golvvärmekretsar är öppna. Det innebär att flödet av kallt returvatten är ganska högt i shunten i förhållande till flödet av varmt vatten från bvp som ju också leds in i shunten. Blandningen blir den önskade. Om då termostaterna till golvvärmen är neddragna så att endast en golvvärmekrets är öppen, till exempel den i köket, kommer flödet av kallt returvatten i shunten endast från denna krets. Eftersom flödet från bvp är detsamma, kommer en relativt större del varmvatten blandas in i framledningsvattnet till golvvärmekretsen. Resultatet kan bli att golvet ömsom känns varmt och ömsom känns kallt och att rummets temperatur blir svajigt. Detta problem ökar om framledningstemperaturen är för hög (värmekurvan för högt ställd) och minskar om värmekurvan är lagom. Därför är det viktigt att värmekurvan inte är för högt ställd. Temperaturen på radiatorerna på andra våningen Temperaturen på radiatorerna varierar i takt med att värmepumpen är i drift och att den vilar. Ibland kan man känna att radiatorerna är varma, medan de ibland är kalla. Då de känns kalla håller de dock ca 27 graders temperatur och avger fortfarande en del värme till rummet. Radiatorerna på andra våningen är förinställda på 21 grader. Det betyder att då regulatorn ställs på 6 uppnås den högsta temperaturen på 21 grader. Vill man ha lägre temperatur än 21 grader kan man ställa ner radiatorerna på en lägre nivå. Temperaturen på golvvärmen på bottenvåningen Golvvärmeslingorna ligger ca 5-10 cm ner i bottenplattan som består av betong. Därför är golvvärmesystemet mycket trögt. För att höja temperaturen i rummet krävs först att hela betongplattan värms upp, så att luften i rummet kan värmas. Inte förrän utomhustemperaturen är ca 0 grader kan man känna att golvet är varmt. Vid högre utomhustemperaturer är det svårt att känna att golvvärmen är igång. 5
De fyra termostaterna på bottenvåningen är äkta på det sättet att de siktar på att ha temperaturen i rummet på den temperaturinställning som väljs. Ställs termostaten t ex på 23 grader kommer golvvärmeslingan att vara öppen tills det att 23 grader uppnås. Sedans stängs ventilen till slingan och öppnas igen då temperaturen är under 23 grader. Temperaturen till korridor och hall är svår att få rätt eftersom termostatens placering är nära vardagsrummet (till vänster om trappens förrådsdörr). Om vardagsrummet är varmt, kommer hallens termostat inte att öppna. Vill man ha varmt i hall och korridor måste termostaten stå på (minst) samma värde som termostaten i vardagsrummet. kontaktperson Andreas Wallin, lgh 23, andreaswallin72@yahoo.com 6