Suksesskriterier for bruk av varmepumper med utnyttelse av overflatevann

6.1 Innledning

Det er økende fokus på effektiv og miljøvennlig energibruk i bygninger i EU, og Fornybardirektivet (EU, 2006), Bygningsenergidirektivet (EU, 2009-1) og Øko-designdirektivet (EU, 2009-2) gir sterke føringer for norsk energi- og miljø-politikk. Eksempel på dette er krav om at en gitt andel av årlig varmebehov skal dekkes med fornybar varme (TEK10), statlige/kommunale strategier for utskifting av oljefyringsanlegg samt introduksjon av ulike systemer for energi- og miljø-merking av bygninger inkl. NVEs energimiljø-merking samt BREEAM og LEED.

Varmepumpesystemer som utnytter overflatevann som varmekilde dekker typisk 50-70 % av årlig varmebehov med fornybar varme, og en betydelig andel av even-tuelle kjølebehov vil kunne dekkes med direkte varmeveksling mot varmekilden (frikjøling, fornybar kjøling). Økt brukt av denne typen varmepumpeanlegg vil derfor bidra positivt til at Norge skal kunne nå sin langsiktige energi- og miljø-målsetting.

6.2 Kunnskap, informasjon og veiledning

Det er en del forhold som reduserer mulighetene for å realisere potensialet for varmepumper med overflatevann som varmekilde, bl.a.:

• Stor avstand til varmekilde (sjøvann, innsjøvann, elv), ugunstige lokale forhold mht. utnyttelse av varmekilde osv.

• Manglende kjennskap til varmepumper som en lønnsom og miljøvennlig teknologi for oppvarming og kjøling av bygninger

• Mangelfull bestillerkompetanse (boligeier, borettslag, byggherre, utbyggingsselskap, kommune/stat osv.)

Energi fra overflatevann

N V E N G I Side 59

• Mangelfull kompetanse ved prosjektering, bygging og drift av varme-pumpesystemer som utnytter overflatevann – anlegg med driftsproblemer og lav energisparing er dårlig reklame

• Høye ekstrakostnader ved behov for etterinstallasjon av vannbårent varme-anlegg i eksisterende bygninger

• Høytemperatur varmeanlegg og fjernvarmeanlegg gir redusert energi-sparing og ugunstige driftsforhold for varmepumper

For å få etablert flest mulige vellykkede varmepumpesystemer som utnytter over-flatevann bør det fokuseres på kompetanseutvikling, kunnskapsformidling/infor-masjon samt energieffektive og driftssikre standardløsninger for både varme-pumpeanlegg og sekundærsystemer for varme- og kjøledistribusjon. Eksempler på strategier og tiltak vil være:

• Målrettet satsing på kompetanseutvikling for alle aktører i varmepumpe- og VVS-bransjen gjennom økt utdannings- og kursvirksomhet (Kap. 6.3).

• Varmepumpeteknologi må i langt større grad inngå som kjennskapsfag hos bl.a. arkitekter, byggingeniører, entreprenører og driftspersonale

• Utvikle underlag for "Beste praksis" for varmepumpeanlegg som utnytter overflatevann gjennom erfaringsoverføring fra kompetente aktører i bran-sjen samt systematiske feltmålinger, jfr. satsingen på "Best Practice" innen EU, IEA og Den europeiske varmepumpeforeningen (EHPA).

• Skape forståelse i VVS-bransjen for at lavtemperatur varmesystemer i stor grad bidrar til økt energisparing og driftssikkerhet i varmepumpeanlegg

• Innføre krav til minimumsinstrumentering i varmepumpeanlegg for å øke mulighetene for optimal drift

• Arbeide aktivt for å utvikle mer kostnadseffektive løsninger for billigere lavtemperatur vannbårne varmeanlegg for nye og eksisterende bygninger uten at dette går ut over kvalitet og fleksibilitet, jfr. Enovas arbeide med billigere vannbåren varme.

• Systematisk informasjonsoverføring til stat, kommuner, boligeiere, bygg-herrer, utbyggere, borettslag osv. for å opplyse om de tekniske, miljø-messige og økonomiske fordelene med varmepumper

• Innføring av regelverk som sikrer at varmepumper blir vurdert som et alternativ i alle faser i byggeprosjekter, dvs. i kommunale/statlige energi- og klimaplaner, reguleringsplaner, skisseprosjekter, forprosjekter og planer for rehabilitering av eksisterende bygningsmasse.

• Etablering av Norsk Standard for varmepumpeanlegg som utnytter over-flatevann (sjøvann, innsjøvann, elvevann) som varmekilde.

• Etablering av offentlig tilgjengelige databaser for vanntemperaturer, dybdedata osv. samt krav til innrapportering av varmepumpeanlegg med overflatevann som varmekilde jfr. NGUs grunnvannsdatabase.

Energi fra overflatevann

N V E N G I Side 60 6.3 Kvalitetssikring – totalkvalitet

Varmepumpesystemer for oppvarming og eventuelt kjøling av bygninger er relativt komplekse installasjoner. For å kunne oppnå høy energisparing og god driftssikkerhet er det viktig at de anleggene som installeres har høy totalkvalitet, dvs. at varmepumpen fungerer mest mulig optimalt sammen med alle deler av varme- og kjølesystemet i hele anleggets levetid. Hvis varmepumper som utnytter overflatevann skal framstå som et godt alternativ for storskala utnyttelse i framtidens nye og eksisterende bygninger kreves det varmepumpekompetanse ved prosjektering, dimensjonering, installasjon, overlevering, drift og vedlikehold av anleggene.

Et varmepumpesystem er aldri bedre enn sitt ”svakeste ledd”, Figur 35.

Figur 35 Høy kvalitet for varmepumpesystemer fordrer kvalitet i alle ledd ved prosjektering, dimensjonering, aggregat- og komponentvalg, over-levering, drift og vedlikehold.

For prosjektering av varmepumper som utnytter overflatevann kreves det bl.a.

spesialkompetanse på utforming, dimensjonering og materialvalg for varmeopp-takssystemer tilpasset disse varmekildene. Alle deler av varmeopptakssystemet som er i kontakt med vann må beskyttes mot begroing, frostfare, korrosjon og evt.

mekaniske belastninger for å forhindre driftsproblemer og sikre høy energisparing i hele anleggets levetid.

Nedenfor er det vist viktige forhold ved prosjektering, overlevering og drift av større varmepumpesystemer som utnytter overflatevann:

• Entrepriseform – prosjektorganisering

o Bruk av formålstjenlig entrepriseform – én kompetent hovedansvarlig for utforming, dimensjonering, installasjon, overlevering osv.

Varme- og

Energi fra overflatevann

N V E N G I Side 61

• Forprosjekt

o Analyse av tekniske/økonomiske forutsetninger/muligheter for utnytt-else av varmepumpe med sjøvann, innsjøvann eller elvevann

o Overslagsmessig beregning av bygningens oppvarmings- og kjølebe-hov med maks. netto effektbekjølebe-hov, effektvariasjoner i forhold til bygningens driftstid samt årlig varme- og kjølebehov

o Overslagsmessig lønnsomhetsberegning med følsomhetsanalyse (nå-verdi, spesifikk varme-/kjølepris osv.) for ulike varmepumpekonsepter og varmekilder – valg av varmekilde og varmepumpekonsept

o Forslag til foreløpig overordnet utforming og dimensjonering av varmepumpesystemet

• Detaljprosjektering

o Avklaring av kritiske faktorer (flaskehalser osv.) – tett samarbeid med de andre fagdisiplinene i hele detaljprosjekteringsfasen

o Detaljert beregning av bygningens varme- og kjølebehov inkl. ut-arbeidelse av effektvarighetskurver

o Detaljert utforming og dimensjonering av varmepumpeaggregater – dimensjonering i henhold til bygningens varme- og kjøleeffektbehov, samt temperaturer/massestrømmer for varme- og kjøledistribusjons-systemer, standardaggregat eller skreddersøm, sammenkopling av aggregater, sammenkobling med spisslastenhet osv. – fokus på drifts-sikkerhet, regulerbarhet og høy effektfaktor (COP) ved alle driftsfor-hold

o Detaljert utforming og dimensjonering av varmeopptakssystemet.

o Detaljert utforming av varme og kjølesystemene – vurdere muligheter for reduksjon av temperaturnivået i varmesystemet, samt muligheter for økning av temperaturnivået i kjølesystemet for maksimal utnytt-else av eventuell frikjøling mot varmekilden

o Instrumentering med følere med tilstrekkelig nøyaktighet slik at det er mulig å gjennomføre overleveringsprøve, prøvedrift, innregulering/-finjustering samt detaljert overvåkning/oppfølging

o Optimalisering av reguleringsstrategi for varmepumpesystem ved fullast/dellast ved varme- og kjøledrift – koordinering med bygning-ens system for sentral driftskontroll (SD-anlegg)

o Utforming av komplett dokumentasjon for varmepumpesystemet mht.

anleggsoppbygging, komponentdata, styring/regulering osv.

Energi fra overflatevann

N V E N G I Side 62

• Overlevering – ferdigstillelse o Funksjonskontroll

o Overleveringsprøve – måling av varme-/kjøleeffekter samt effekt-faktor ved spesifiserte driftstilstander – eventuelt bot-/bonusordning ved lavere/høyere ytelser/effektfaktor i forhold til garanterte verdier o Prøvedriftsperiode – innregulering og finjustering av

varmepumpe-systemet over 1-12 måned(er)

• Driftsperiode

o Kontinuerlig overvåkning og optimalisert drifting med kvalifisert driftspersonale

o Regelmessig ettersyn og vedlikehold av hele varmepumpesystemet inkl. varmeopptakssystem for overflatevann (rørledninger, varmeveks-lere, pumper, filtre, ventiler osv.)