Kuldeprodukter. Varmepumper. Rørtekniske produkter TIPS FOR GODE VARMEPUMPEANLEGG

Transkript

1 Kuldeprodukter Varmepumper Rørtekniske produkter TIPS FOR GODE VARMEPUMPEANLEGG

2 NOVEMA KULDE Novema Kulde AS er et av Norges ledende produktselskaper for salg av kulde, varmepumpe og rørtekniske produkter. Vi har nesten 50 års erfaring i det norske markedet med gode produkter, høy kompetanse, stort reservedelslager, dyktige forhandlere og et godt service-apparat. Novema Kulde har rundt 35 ansatte og er en del av Galleberggruppen. Novema Kuldes hovedkontor og lager er lokalisert på Skedsmokorset, men har også kontor i Fredrikstad, Bergen og Trondheim. Novema Kulde tilbyr sine kunder moderne utstyr med den beste teknologien, hvor miljø og energiforbruk er satt i fokus. Novema Kulde betaler betydelige beløp for retur av næringselektronikk og for import og destruksjon av kuldemedier til Norge. Alle returvarer kildesorteres og returneres til gjenvinning. I nært samarbeid med våre leverandører arbeider vi aktivt for å videreutvikle gode tekniske løsninger og konsepter tilpasset nordiske forhold og klima. Vi har et meget bredt produktspekter, som sammen med høyt teknisk nivå og bra priser, er etterspurt og høyt ansett i det norske markedet. VARMEPUMPER EN RIVENDE UTVIKLING Varmepumper har hatt en voldsom utvikling de siste årene, spesielt gjelder dette luft vann varmepumper. Disse er idag et fullgodt alternativ opp til 200 kw pr aggregat. Mye av utviklingen skyldes nye kompressorer men også at varmepumpen utstyres med større vekslere, motstrøm og større luftmengder. Selv med en rekke gode produkter på markedet med stort sparepotensiale så opplever mange problemer med varmepumpe anlegg. I dette heftet prøver vi å gi noen forklaringer på feil som ofte skyldes røranlegget eller driften av anlegget. For å illustrere utviklingen så er det under 2 grafer, en fra en luft vann varmepumpe solgt opp til 2007 og en ny luft vann varmepumpe spesiallaget for varmepumpefunksjon. Grafen til venstre viser toppmodellen i 2007, med maks 50 C og 35 C ned til - 10 C Grafen til høyre viser dagens teknologi, med maks 60 C og 50 C ned til - 20 C Grafen viser temperatur på vannet ved forskjellige utetemperaturer ut av varmepumpen. Siste serie kompressorer fra Copeland mister også mindre effekt ved lavere utetemperatur. Men ny teknologi er også noe dyrere og det finnes billigere løsninger der hvor man sjelden har under noen få minusgrader slik som Vestlandet. Nye kompressorer lages også stort sett bare i 400/3 og trafo må brukes i eldre anlegg. Utviklingen vil nok ikke stanse, men gjøre mindre hopp fremover, vi snakker da om mer elektronikk, og flere produkter laget hovedsakelig som varmepumper og med lavere trykkfall på vannsiden. Novema kulde har mesteparten av sin dokumentasjon liggende på Her kan du hente ned: Tekniske data og driftsinstrukser Service igangkjøring og feilsøkingshefter Elektriske tilknytninger Montasjetips og skisser Kurs og programmer I tillegg har Novema kulde en betydelig mengde elektronisk dokumentasjon som ikke ligger på web. Kontakt oss hvis du mangler noe enten via mail eller på telefon. Vårt mål er at våre kunder til enhver tid skal være fornøyd med våre produkter og service! Dokumenter endres kontinuerlig. for oppdatert informasjon kontakt oss eller gå inn på Dette heftet viser noen av de viktigste punktene for å skape gode varmepumpeanlegg. trenger du mer info så sjekk vår web og avsnitt 1.0 og NOVEMA KULDE

3 ANL - H kw ANK 9-34 kw NRL H kw NRL K kw YUTAKI 80 C kw WRL-H kw Vi har også varmepumper opp til 1,7 MW, se avsnitt 6.0 NXW-H kw WSA kw Før man prosjekterer Avsnittene i dette heftet forklarer en del ting, men en huskeliste før prosjektering kan være godt å ha. Sett opp energibalanse i bygget ved synkende utetemperaturer Hva kreves av kjøling og total varme effekt Kan anlegget bruke lavtemperatur, maks 55 C, hvis nei kan man sonevarme deler av anlegget eller skifte ut til f.eks. viftekonvektorer. Vil man under alle driftsforhold sikre konstant vannmengde over varmepumpen. Hva skjer med kapasiteten på varmepumpen når store energikilder f.eks. ventilasjon stopper om natten. Vil man under alle driftsforhold sikre lav nok retur til varmepumpen. Ved luft vann varmepumpe må is og smeltevann kunne fjernes. Har spisslastkjele mulighet for mykt pådrag av effekt. Støy er viktig ved luft vann da disse går på maksimalt turtall som varmepumpe. 35 d(a) på nærmeste fasade er kravet. Og til sist man kjøper varmepumpe for å spare penger, prøv å husk at varmepumper er lavtemperaturvarme. At man kan presse moderne kompressorer til 65 C er fl ott, men da faller virkningsgraden som en sten. Grafen viser energibalanse i et bygg. Maksbehovet er 37 kw og varmekapasiteten rundt - 3 C ute er ca. 15 kw. For å dekke TEK10 så bør man dekke alt til ca. - 3 C ute. For dette anlegget ville en varmepumpe på 15 kw ved - 3 C og en spisslastkjele på 40 kw passe. Men man må også sjekke krav til vanntemperatur. Når man skal sammenligne Be alltid om konvolutt på aggregatet, som side 2 viser eksempel på. Sjekk at konvolutten passer til ditt behov. Sjekk hvilken temperaturer varmepumpen er tilbud ved. Eurovent er + 7 C og da har knapt varmebehovet begynt. Det å sammenligne aggregat ved + 7 C, 0 C eller - 5 C er umulig. Sjekk at avtiningsordning under batteri for luftkjølte varmepumper er med. Er du usikker på oppgitte data sjekk med Eurovent på nettet. Ny standard UNI EN 14511:2011 Ny standard EN 14511:2011 krever også at effekt for pumper for trykkfall igjennom vekslere taes med i nevneren for EER og COP. Spesielt på luftkjølte aggregater vil det utgjøre en betydelig forskjell på EER om man regner ny eller gammel standard. Så vær sikker på hvilken standard som er brukt når du sammenligner. Prosess gjenvinning Norge er fullt av tørrkjølere som går på frikjøling eller fjerner varme fra prosess og datarom hele året. En delstrøm herfra inn til en varmepumpe kan fort gi en COP på 5-6. Verdt å vite R410a er idag suverent best på luft vann varmepumper og middels store vann vann vp. R134a passer på store effekter ved vann vann vp, men bør ikke brukes på luft vann. CO 2 er sikkert fi nt for den teknisk interesserte, men koster fl esk og husk utviklingen går raskt og du må ha råd til å skifte ut varmepumpen om kanskje en 10 år. Det fi nnes noen foredragsholdere som vil ha stempelkompressorer og dyre plassbygde løsninger. Men ingen av de ledende produsentene lager lenger slike produkter og det må jo få en til å tenke. NOVEMA KULDE 3

4 VANNMENGDER OG LAV RETUR KONSTANT VANNMENGDE En varmepumpe består av kompressor og et kuldemedie hvor trykket senes og heves for å overføre varmen. Hvis de ytre forutsetningene endres raskt slik som varierende vannmengde så kan varmepumpen få problemer. Spesielt med frekvensstyrte pumper og 2 veis ventiler vet man aldri hva som sirkulerer av vann. Vi liker å bruke en tank med 4 anslutninger for å sikre konstant vannmengde over varmepumpen. SIKRE LAV RETUR Ved å koble varmeanlegget slik at retur fra de varme kursene går til de som krever kaldere vann, så kan man sikre kald nok retur til at varmepumpen går. 4 NOVEMA KULDE

5 DELTA T OVER VARMEPUMPER OG ELKJELER DELTA T VARMEPUMPE Liten T betyr stor vannmengde. Gir høyt trykkfall og store rørdimensjoner. Stor T betyr lite vann. Retur må være veldig lav for at aggregatet skal laste full effekt. For varmepumper er en T fra 5 7 C bra for luft vann varmepumper og 5 10 C for vann vann varmepumper DELTA T ELKJELER ---- Feil vannmengde og få trinn over elkjeler kan gi store svingninger i T og vanskelig regulering. Liten T gir stor vannmengde. Gir høyt trykkfall, og store rørdimensjoner. Vannhastigheten kan også gi vibrasjoner i kjelen som forkorter livet på elstavene. Stor T lite vann. Kan gi ujevn regulering og unødvendig slitasje på kontaktorer 10 C T over elektrokjelen det som er nominell mengde. Men med variasjoner fra 5 20 C Type varmepumpe Min delta T over kondensator Maks delta t over kondensator Luft vann varmepumpe 3 C 10 C Vann vann varmepumpe 5 C C Delta T pr trinn for elkjeler Antall trinn elkjele 3 C delta T ved full mengde 10 C delta T ved full mengde 25 C delta T ved full mengde 3 trinn 1,0 C 3,3 C 8,3 C 7 trinn 0,4 C 1,4 C 3,6 C 15 trinn 0,2 C 0,7 C 1,7 C 30 trinn 0,1 C 0,35 C 0,8 C Legg spesielt merke til at hvis du har en liten elkjele med lite vann og stor T så kan hvert trinn gi en temperaturøkning på 8,3 C. Da blir det ikke lett å regulere en fyringskurve. Så bruk alltid mange trinn på elkjele når du bruker den sammen med varmepumper. Elkjele EP-E 6 eller 7 trinn fra 11 kw VARMEPUMPER ER LAVTEMPERATUR Med varmepumpen kan du spare store beløp på fyringen. Det må jo være noe av hensikten. For å gi en god besparelse så kreves det at forskjell mellom varm og kald side er minst mulig (se side 10). Allikvel ser vi i Norge et jag etter stadig høyere og høyere temperatur, selv NOVAP ga premie til en som greide å lage en varmepumpe som greide 80 C. En slik utvikling er vi helt uenig i. Kjøre varmepumpen maksimalt gir både kortere levetid og lavere besparing. Så vi foreslår: Bruk maks 55 C utgående vann. Varmepumper som løfter vannet veldig høyt har ofte en stiv pris og dårlig virkningsgrad. Husk at utviklingen går raskt slik at om 10 år bør du ha råd til å bytte ut varmepumpen. Bytt heller ut gamle radiatorer eller bruk ettervarme i denne kursen for å holde en lavere temperatur på anlegget. Tappevann er en veldig liten del i de fleste bygg og med akkumulering så kreves det ikke stor effekt. Det er bedre å varme vannet opp til 50 C med god virkningsgrad en å varme det opp til 65 C med lav virkningsgrad. Hitachi Yutaki S80 som løfter vannet til 80 C med 2 kompressorer. NOVEMA KULDE 5

6 SAMMKJØRING MED SPISSLASTKJELE FELLES REGULATOR For å samkjøre varmepumpe og annen varmekilde kan man styre dette via en felles regulator R1 med fyringskurve. Ønsket temperatur i T1 settes da som en funksjon av utetemperatur i T3. Regulator R1 øker da først varmepumpen type NRL til 10 volt, dersom det fremdeles trengs mere varme legges så elektrokjelen inn for å tilfredsstille ønsket temperatur i T1. I varmepumpe defineres da hvilken temperatur som tilsvarer 0 10 V. Regulatoren gir ikke signal uten at f.eks. et driftsignal er kommet fra hoved pumpe. Dersom retur blir høyere en f.eks. 48 C i T2 (eller < 5 lavere en settpunkt i T1) så reduseres effekten på kjelen. Dette for å hindre at varmepumpe stopper grunnet for høy retur. Skissen under har også en liten elkjele i en sone for å slippe å kjøre opp temperaturen på hele anlegget. PÅDRAG FRA SPISSLASTKJELE Når spisslastkjele skal legge inn varme er det viktig at dette foregår kontrollert. Veldig ofte ser vi store kjeler som legger inn stor effekt raskt noe som medfører at retur til varmepumpen blir for varm og denne stopper. Elkjele Elkjele kan ha fra 3-25 C delta t over seg, men fungerer best ved rundt 10 C. En elkjele med mange trinn (7-30)gir god regulering. Oljekjel Få trinn på brenneren kan ofte gi svingninger i anlegget. Ved å koble slik som over og med en rask 3 veis ventil så slipper man mye av problemet. Fjernvarme 2 veis ventilen på fjernvarmen må være rask og ikke gi på for mye. 6 NOVEMA KULDE

7 LUFT VANN VARMEPUMPER STOR UTVIKLING På luft vann varmepumper er det vært en voldsom utvikling, så aggregater opp til 200 kw kan nå levere vann med 55 C ned til - 20 C ute. Aggregatene har også kompressorer som ikke mister så mye effekt ved fallende utetemperatur. Motstrøms vekslere, større batterier og mer luft. VIKTIG Luft vann varmepumper trenger litt større vannvolum grunnet avisningen. Da går aggregatet som kjølemaskin og ved for lite vannvolum så får du store svingninger og mulig utslag for aggregatet. Vi anbefaler ca. 15 l/kw for aggregatets fulle effekt. Få alltid aggregatet levert med avisning under batteriene. Luft vann må alltid monteres litt opp fra bakken og utendørs. Avisningen skaper is under aggregatet, står aggregatet på et tak så led dette vekk med varmekabler. Står aggregatet på bakken så sørg for at isen kan bre seg utover og ikke bygger seg opp under aggregatet. Hvis man ikke ønsker å bruke glykol inne så bruk en plateveksler R134a egner seg dårlig i Norge til luft vann varmepumper da mediet ikke kan greie mer en - 6 C ute. En leverandør sier han greier - 10 C, men da er det turtallsregulerte vifter og kompressorer som gir kraftig økning i lyd. Luft vann varmepumpe med veksler mot anlegg NOVEMA KULDE 7

8 VANN VANN VARMEPUMPER TEKNISK BESTE LØSNING Vann varmepumper mot energibrønn eller sjøvann er nok den teknisk beste løsningen, men også den dyreste med boring av brønn. Fordelen er at alt utstyret står inne. Løsningen brukes mest ved større anlegg. Det er viktig at du får det antall meter aktiv brønn som du beregnet. Lavere temperatur på varm side fra varmepumpen medfører at det trekkes mer varme fra energibrønn. Prøv å lade brønn om sommeren ENERGIBRØNN SOM KJØLING Hvis energibrønnen brukes som kjøling sommerstid, så bruk høyest mulig isvann. Utpå sommeren får du neppe mer en 9 C ut av brønnen og har du en plateveksler mot kald side så kan du få 11 C isvann. ANLEGG SOM DUMPER VARME MOT GRUNN Om sommeren så bruker man da bakken til å dumpe varme fra kjølemaskin, problemet er da at man fort kan kjøre for kaldt vann inn på aggregatet. Frekvensstyrte pumper er ofte overdimensjonert og har lit mulighet til å nedregulere mengde. Det beste er derfor å sette inn en shuntventil som regulerer for minimum temperatur inn på aggregatet. Se skisse under. 8 NOVEMA KULDE

9 VIFTEKONVEKTORER IKKE RADIATORER Gamle radiatorer krever ofte varmt vann, isteden for å kjøre opp et helt anlegg i temperatur er det bedre å skifte til viftekonvektorer. Høyere virkningsgrad på varmepumpen sparer ofte merkostnadene fort igjen. Radiator 1 dyp Radiator 2 dyp Radiator 3 dyp Viftekonvektor 12 cm dyp Vanntemperatur Radiator 1 dyp effekt i W Radiator 2 dyp effekt i W Radiator 3 dyp effekt i W Viftekonvektor effekt i W 70/60 C /45 C /40 C /35 C /35 C Radiator og fancoil har samme byggemål for høyde og lengde TEK10 TEK TEK 10 stiller krav til energiforbruk og type oppvarmingskilde i et bygg. I en boligblokk teller hele det oppvarmede arealet og ikke kun hver enkel boenhet. BRA er bruttoareal. Kan søke om fritak hvis naturgitte forhold gjør det umulig (må dokumenteres). Netto oppvarmingsbehov beregnes etter NS 3031, inkluderer også tappevann, men ikke varme til prosess. Når det skal være 60 % som skal være med godkjent oppvarmingsbehov så er ikke det det samme som 60 % av effekten. Avhengig av bygg ligger man nok nærere % av installert effekt. Spisslast kilde Hvis bygget har f.eks. 200 kw som spisslast og varmepumpen dekker 50 % så kan godt backup lasten være på 200 kw. For hvis varmepumpen stopper så trenger man alternativ. Et annet alternativ er å så på om man ved slike tilfelle kan skru av/redusere noe varme slik som gatevarme osv. Graddager Graddager er et godt middel for å finne ut hva som er 60 % eller 40 % av energiforbruket. Vi mener at regner du all effekt over varmepumpen ned til - 3 C ute så dekker du TEK10 Forskriftsmessig oppvarmingsmetode, (tillatt som grunnlast og hoved oppvarming) Ikke forskriftmessig energikilder/oppvarmingsmetode (tillatt som backup/spisslast) Alle ovner kjeler med biobrensel Oljekjele (skal avikles innen 2020) Varmepumpe inkludert elektrisitet til drift Kjeler fyrt med biogass eller bio oljer Solenergi Spill varme fra f.eks. varme fra datasentralens Gasskjele LPG naturgass Elkjele Panelovner Elbatteri i ventilasjonsanlegg Fjernvarme og større nærvarme anlegg Krav til løsning Bygninger med oppvarmet BRA > 500 m2 Bygninger med oppvarmet BRA < 500 m2 Boligbygging uavhengig av størrelse Andel netto oppvarmingsbehov dekket med forskriftmessig oppvarmingsmetode > 60% > 40% Netto oppvarmingsbehov < kwt/år gir ingen krav Ikke krav hvis gir merkostnader over bygningens livsløp NOVEMA KULDE 9

10 VARMEKILDER OG MOTTAKERE Kald side varmekilden En varmepumpe henter varme ved at medie i varmepumpen har en lavere temperatur en det den skal hente varme fra. Den stiplede blåe streken på skissen under indikerer hvor temperaturen ligger på kilden det skal hentes varme fra. Varmepumpen må da i sitt system (fordamperen) ha lavere temperatur en dette (mørk blå heltrukket linje), for på denne måten hente ut varmen fra f.eks. uteluften. Varmekildene spriker i temperaturområdet, men også tilgjengelighet og kostnader varierer mye. Varm side varmemottaker Du har nå hentet varme og via kompressoren løftet denne varmen til en høyere temperatur (i kondensatoren). Desto høyere du løfter temperaturen desto mer kompressoreffekt trenger du. Her må også varmemottakerens temperaturkrav ligge under det kompressoren løfter til for få avgitt varmen. Etter dette prinsippet jobber alle varmepumper, men det er fl ere ting å ta hensyn til som: Kompressortype Kuldemedie Mulig temperaturløft COP virkningsgrad Frost i varmekilder Kostnader Og ikke minst byggets behov 10 NOVEMA KULDE

11 VARMEKILDER Avtrekksluft Ofte begrenset hva man kan hente ut hvis man har en god gjenvinner, senker man avtrekksluften under 0 C så kan man få igjen frysning av avtrekksbatteriet. Bedre egnet i anlegg som badeland med vann glykol gjenvinnere og som små avtrekksvarmepumper Energibrønn Beste tekniske løsning, men dyr og mange feller å gå i. 10 meter under bakken er temperaturen 1 C høyere en års snitt på stedet. Viktig å få rett emter brønn og at vannmengder er rett for god varmeoverføring. Jordvarme Slynger i bakken, krever store arealer og kan gi frost i plen eller mark. Mest egnet for små effekter og boliger Grunnvann Flere steder i Norge er det gode forekomster av grunnvann. Meget god kilde men man må sikre seg mot frost og urenheter i vannet. Kan gjøres med platevekslere og frekvenstyrte grunnvasspumper. Sjøvann. Store anlegg bruker ofte sjøvann, krever titanvekslere og sjøvannsinntak lagt ut av dykkere. Finnes noen tromler i plast som kan legges ut, men disse har mindre effekter og krever vedlikehold. Disse kan også kun brukes til varmepumpedrift. Ferskvann mange småvann eller elver kan brukes men man må passe på for frost og kan kreve mye vedlikehold Uteluft Billig enkelt og tilgjengelig i store mengder. Her skjer det mye på aggregatsiden og er i dag et veldig godt alternativ. Men krever ettersyn og skaper is under aggregat. Men meget god løsning opp til 200 kw. Avløpsvann Kloakk og avløpsvann er spesial anlegg med fi ltrering og for store effekter Prosess Her er det mange muligheter, selv det å kjøle små effekter til datarom via varmepumper kan gi store besparelser og veldig høy COP på aggregat. VARMEMOTTAKER Viftekonvektorer Kan varme opp med vann fra 45 C. Utmerket isteden for radiatorer, kan også brukes til kjøling. Istedenfor å kjøre høye temperaturer er det bedre å bruke viftekonvektorer. Alternativ er å ha egen ettervarme i denne kretsen som krever høy temperatur. Ventilasjon Dimensjoner batteriene i ventilasjonsaggregatet for lavtemperatur. Husk at effekten forsvinner når ventilasjonsaggregatene stopper, slik at det er viktig at varmepumpen har effekttrinn som er tilpasset dette. Med ventilasjonsaggregater etter TEK10 er effektene blitt veldig små. Gatevarme Krever store effektforbruk opp mot 250 W/m 2, viktig å redusere temperaturen på vannet til gatevarme når det ikke snør. Temperatur er normalt 35 C og egnet for varmepumpe. Radiator Gamle små radiatorer kan trenge temperaturer langt opp mot C for å gi varme. Moderne 3 dyps radiatorer kan greier seg med vann rundt 55 C, men viftekonvektorer gir bedre effekt. Gulvvarme Utmerket for varmepumpe trenger vann rundt 35 C Tappevann Forvarming av tappevann til C er god økonomi, kjøre en tappevann for 65 C i et yrkesbygg er dårlig økonomi. Forvarming kan også gjøres over en lang periode og krever ikke stor effekt. NOVEMA KULDE 11

12 Velkommen! SKEDSMOKORSET tlf: FREDRIKSTAD tlf: BERGEN tlf: TRONDHEIM tlf: