Frånluft ska ge ny värme

Nu ska uteluftvärmepumpar testas för värmeåtervinning i befintliga flerbostadshus. Värmepumparna placeras på vind eller tak och ansluts sedan med isolerade rör till husets värmeanläggning.

På ett platt tak på ett flerbostadshus i stockholmsförorten Bromma arbetar två montörer med att isolera plåtkanaler och sedan montera ihop dessa. Kanalerna ska ansluta takplacerade och isolerade lådor ovanför skorstenspiporna, som kommer från lägenheternas kök, till en uteluftvärmepump som endast modifierats avseende intaget av luft. Värmepumpen har i sin tur stor förångaryta och kan leverera upp till 60-gradig värme vid utetemperaturer ner till – 20 grader C när den arbetar med uteluft. Hela installationen är en av de två tävlingsbidrag som nominerats att gå vidare i en anbudstävling arrangerad av Sabo och Beställargruppen Bostäder (Bebo). Tävlingen går ut på att utveckla system för värmeåtervinning i F- och S-ventilerade flerbostadshus (se faktaruta).
Innovatör och konstruktör av lösningen är Bertil Forsman, grundare av Climate Solutions Sweden AB, som i sin tur är en utlöpare av Ericssons kylavdelning. Fortfarande är kyllösningar för telekommunikation och Ericsson den största produkten.
– Jag fick idén att utnyttja frånluftvärmen med hjälp av en uteluftvärmepump i våras i samband med att jag tittade på en produkt som har arbetat med liknande teknik för småhus. Det går utmärkt att utvinna värme ur frånluft med en uteluftvärmepump och därmed öka COP för värmepumpen avsevärt eftersom den då hela tiden kan arbeta med en lufttemperatur av 20 till 22 °C in.
I samband med idéns uppkomst lanserades anbudstävlingen. Detta gjorde att Climate Solutions lämnade in ett tävlingsbidrag som inte byggde på FTX-teknik, utan på att ta värme ur frånluften med hjälp av en värmepump och sedan föra värmen till husets värmesystem.

Kåpor på taket
Den första installationen som görs sker i ett hus byggt 1943 med förstärkt självdrag som enda ventilationssystem. Från varje kök går en kökskanal till taket för ventilation. Fastighetsägaren, Familjebostäder, har låtit installera kökskåpor, varifrån ett konstant luftflöde på 0,35 l/s/kvm ser till att det finns ett grundflöde. Kanalerna är samlade i olika stora grupper på taket. För att samla ihop värmen har Climate Solutions låtit tillverka isolerade ”lådor” som monteras på varje skorsten.
Från varje låda – det finns sju stycken på taket – sugs sedan luften via prefabricerade cirkulära kanaler till värmepumpen. För att inte luften från de lådor som är placerade närmast värmepumpen ska ta över hela flödet i kanalsystemet monteras spjäll intill dem. Genom att justera in systemet kan man se till att tryckförhållandet bli jämt. ”Lådorna” kopplas ihop med värmepumpen via sammanlagt 35 meter isolerade kanaler. Värmepumpen har försetts med en egen ”låda”, specialdesignad för att det ska gå att ansluta kanaler i dess båda ändar. Det totala luftflödet är cirka 1 000 kbm i timmen.
Med en kondenserande värmepump som denna bildas kondensvatten som måste tas om hand vilket görs via ett avloppsrör, som också är isolerat för att det inte ska frysa. Kondensvattnet leds till ett av husets avloppsrör.

På fundament
Värmepumpen som kyler ner luften blir i detta fall placerad på ett fundament på taket, och värmen förs ner via ett rörsystem till värmecentralen i källaren via den gamla rökgången från den tidigare oljepannan.
Genom att det rör sig om en kondenserande frånluftsvärmepump med överdimensionerade värmeväxlarytor och dubbla kompressorer, som styrs efter efterfrågan, menar Bertil Forsman att denna lösning i princip kan klara husets värmebehov, även när uteluftens temperatur går ner mot -20 grader C.
– Den här värmepumpen blev större än det alternativ vi offererade, men kommer å andra sidan att klara i princip hela årets värmebehov. För eventuell spetsvärme kommer husets befintliga fjärrvärmeundercentral att gå in. Vi räknar med ett COP på mellan 3 och 4,5 vid lågt värmeuttag och mellan 2 och 2,5 när det är som kallast ute och mest värme behövs. Tack vare att vi arbetar med en i princip konstant temperatur från lägenheterna klarar vi alltså en bra COP även vid kallt väder ute.
Värmepumpen prioriterar tappvarmvattenproduktion.
– Att radiatortemperaturen varierar lite gör mindre än att tappvarmvattentemperaturen varierar.
All värmeförsörjning styrs via en reglercentral i källaren. En ny 750-liters ackumulatortank står för leverans av varmvatten medan värmen kopplas in direkt i det befintliga värmesystemet. Värmepumpen levererar värme till radiatorsystemet så länge som utegivaren indikerar ett behov. Om behovet överstiger vad värmepumpen kan leverera så spetsas värmeflödet med fjärrvärme.
– Värmepumpen har inbyggd energimätning som standard och mäter hur mycket el som används och den mängd värme som levereras, vilket gör det lätt att se hur systemet verkligen fungerat under utvärderingstiden.

Behållit tilluften
Denna lösning baseras – till skillnad från det andra bidraget som nominerats (se faktaruta) – inte på mekanisk tilluft, utan man kommer att behålla de befintliga springventiler som fanns på plats sedan tidigare.
– Huset har genomgått både OVK- och energibesiktning, och de projekterade luftmängder som angivits har också uppmätts vid dessa besiktningar, så vi bedömer inte att det ska behöva göras några speciella ingrepp för att öka luftomsättningen. Skulle några åtgärder behövas under utvärderingstiden så kommer det att göras.

Varierande lösningar
Den lösning som tillämpats i Bromma är inte helt densamma som kommer att tillämpas i de andra projekt som Climate Solution Sweden ska arbeta med. Dels är den värmepump som installerats i Bromma större än den man blev nominerad för, dels är det ofta så att man i F-ventilerade bostadshus kan placera värmepumpen i eller bredvid frånluftskammaren. Frånluftskammaren är en kammare dit alla frånluftskanaler går, och varifrån en enda fläkt suger luft. Detta rum har i princip 20 graders temperatur året om och är enligt Bertil Forsman lämpligt att placera värmepumpen i. Om kanalerna har dragits ihop till en frånluftskammare, där det inte finns plats att sätta en värmepump, eller om det från huset går en gemensam frånluftskanal, kan man i stället ansluta värmepumpen till dessa utifrån med flexibla anslutningskanaler.
Installationen ska utvärderas under 2011.

Mark Kretz, Energi & Miljö nr 1 2011 sid 16-18
 

• Faktaruta teknikupphandling
  Med teknikupphandlingen vill Bebo och Sabo få fram fler leverantörer som erbjuder en totallösning inklusive komponenter, projektering och installation med funktionsansvar för värmeåtervinning av ventilationsluften i befintliga flerbostadshus.
  Projektet drivs i ett antal etapper, varav den första – som blev klar i höstas – var framtagande av en kravspecifikation och upphandling av demonstrationshus enligt kravspecifikationen. En jury har utsett två nya systemlösningar för installation av värmeåtervinning i sju flerbostadshus. Dessa två var dels Climate Solutions Swedens AB värmepumpsystem, dels Gösta Schelin AB. Den andra etappen som precis påbörjats innebär att installation av systemen ska ske i demonstrationshusen. Dessa två lösningar utvärderas under 2011. Under 2012 kommer vinnare att utses vilket ska leda till en fortsatt offentlig upphandling till andra byggnader med kravspecifikationen som underlag.
   
• FTX-lösningen
  Gösta Schelin AB:s lösning bygger på att befintliga frånluftskanaler utnyttjas och nya tilluftskanaler installeras i trapphus. En motströmsvärmeväxlare används med en temperaturverkningsgrad på 90 procent. Nyutvecklade rektangulära färdigmålade tilluftskanaler installeras i respektive lägenhet, vilket innebär ett begränsat ingrepp i lägenheterna. Förutom kontroll av luftflöden bedöms inga efterarbeten vara nödvändiga. Luftflöden enligt BBR-krav hålls kontinuerligt och filterbyten behöver göras 2 gånger per år.
   
• Faktaruta Bebo
  Energimyndighetens Beställargruppen Bostäder, Bebo, har varit verksam sedan 1989 och har genomfört flera aktiviteter, som teknikupphandlingar. Gruppen består av ett antal bostadsbolag och drivs av ett kansli med Göran Werner, WSP Sverige som projektledare/koordinator. Verksamheten har bedrivits inom bland annat områdena kyl/frysar, tvätt- och torkutrustning, ventilationssystem, fläktaggregat för befintliga hus, trapphusbelysning, matberedning, motorvärmare, elmotorer samt individuell mätning och debitering av värme och varmvatten. Reduceringar av energi och årskostnader på 30 till 50 procent har uppnåtts för enskilda produkter, vilket i hög grad inspirerat till nyutveckling. Gruppens aktiviteter ska genom en samlad beställarkompetens leda till att energieffektiva system och produkter tidigare kommer ut på marknaden.