Innføring i luft til luft varmepumpens virkemåte :
Denne innføringen tar ikke for seg varmepumpers generelle
virkemåte men beskriver først å
fremst virkemåte i forhold til boligens varierende
varmebehov. Innføringen er skrevet med
tanke på potensielle kjøpere av luft til luft inverterstyrte
pumper og dekker ikke andre typer
varmepumper. I tillegg gir innføringen generell innformasjon
om lønnsomhet, bransjen og kjøp
av varmepumpe.
·
Om COP og betydningen av denne
For at
leser av innføringen skal få fullt utbytte av denne er det nødvendig med en
forståelse av
begrepene
effekt og energi . Ordbruken og forklaringene i dette og de to
neste avsnitt er noe
uvitenskapelig
i tradisjonell forstand men er valgt for å lette forståelsen.
Effekten er styrken på energistrømmen (strøm eller varme) i
et gitt øyeblikk,
og oppgis normalt i kW (kilowatt (tusenvis av Watt)).
Dette er tallene som man ofte finner på kokeplater eller
panelovner (her som oftest i Watt).
Energien
er mengden av energistrømmen (strøm eller varme) over en hvis tid,
og oppgis normalt i kWh (kilowatt-timer (tusenvis av
Watt-timer (h for engelsk hour))).
Dette er tallet en finner på strømmåleren i sikringsskapet.
Slik at en panelovn som står på 1000 Watt (effekten) i en
time (tiden), da har levert
1000 Wh (tusen Watt-timer) eller 1 kWh (en kilowatt-time,
dvs energien).
En gang til : Effekt ganger tid er lik energi eller:
kW x h = kWh.
Til
forskjell fra strømmengden (kWh) du bruker til belysning, varmtvann, PC-en osv
er antall
kWh brukt
til oppvarming grovt sett bestemt av utetemperaturen. Dvs hvis utetemperaturen
synker
kreves mer og mer varmeenergi for opprettholde den samme temperaturen inne i
boligen.
Dessverre er det slik at varmepumpens ytelse fungerer nesten
motsatt. Dvs den fungerer
dårligere og dårligere og leverer mindre og mindre etter
hvert som utetemperaturen synker.
For å få et bilde av hvordan dette fungerer over tid (les et
år) benyttes ofte et effektdiagram.
Under sees et slikt diagram for et rekkehus i Trondheim på
120 m2 med varmepumpe.
På x aksen (den horisontale linjen nederst) er alle dagene
(les døgn) i året plassert.
Disse er sortert etter økende gjennomsnittlig
utetemperatur og stablet etter hverandre slik at
døgn 0 representerer det kaldeste døgnet i året. Den grønne
kurven angir nødvendig
gjennomsnittseffekt (for å holde boligen varm) for hvert
døgn i fyringssesongen som avsluttes
omtrent ved døgn 250. Effekt-verdien finnes ved å gå til
venstre og lese av denne på y aksen
(Den vertikale linjen lengst til venstre). På samme måte er
varmepumpens effekt-ytelse tegnet
inn som en blå kurve. Som det går frem av begge kurvene
klarer ikke varmepumpen å dekke
varmebehovet i de 65 kaldeste døgnene i året slik at det her
trengs ekstra fyring.
Ok hva er egentlig vitsen ? Legg merke til det
rød/stiplede rektangelet som dannes av
y aksen opp til 5 kW, linjen bortover og nedover samt x
aksen fra 0 til ca 250 døgn.
Formel for areal av rektangel er : høyde(y-akse) ganger
bredde (x akse) er lik areal.
Formel for energi er : effekt (kW)
ganger tid (døgn/24=h) er lik
energi (kWh).
Med andre ord, 5
panelovner a 1 kW hver som står på i 250 døgn a 24 timer vil ha levert
(5 x 1) x (250 x 24) = 30000 kWh som da blir representert
av arealet i rektangelet.
Legg videre merke til at den grønne kurven utgjør en skrå
linje som nesten deler arealet av
rektangelet i 2, slik at arealet under den grønne
kurven representerer
30000 kWh delt på ca 2 = ca 15000 kWh. Dette er da tilnærmet
energibehovet til oppvarming
for denne boligen i løpet av et år. Det finnes greie
matematiske måter å finne arealer
(og dermed energien i kWh) under denne typen bøyde kurver og
i dette tilfelle tilsvarer arealet
under den grønne kurven nøyaktig 15840 kWh. På samme måte
finner man arealet under den
blå kurven (VP-ytelse) og i dette tilfelle utgjør dette
11960 kWh.
Dvs varmepumpen dekker 11960/15840 x 100 ≈ 76 % av
boligens årlige varmebehov.
Ja vel , flott dette gir jo en besparelse på ca 11960 kWh x
0.6 kr/kWh = 7176 kr pr år.
Nei dessverre, eksemplet over beskriver en bolig uten
innervegger, lukkede dører og
etasjeskiller. I virkeligheten vil varmluften fra
varmepumpens innedel hope seg opp i den
normalt åpne delen av huset hvor denne er plassert og
forårsake at varmepumpen "girer ned"
etter beskjed fra sin egen temperaturføler. I diagrammet
under er den maksimale mulige
dekningen for huset satt til 80 %. Denne er vist som en
rød/stiplet kurve.
Som det går frem av kurven til varmepumpen jobber denne
fritt (les for fullt) i de 44 kaldeste
døgnene i året men stanger hodet i taket (les etasjeskiller,
vegger og lukkede dører) ved døgn
45 og arealet under den blå kurven er nå redusert til 10185
kWh.
Ja vel, 10185 kWh x 0,6 kr/kWh er allikevel en besparelse på
6111 kr pr år.
Igjen, nei dessverre. For at varmepumpen skal kunne levere
denne energimengden bruker den
strøm. Denne strømmen betaler du for og må derfor trekkes
fra i regnestykket. I diagrammet
over er pumpens effektbehov tegnet inn som en oransje kurve
og arealet under denne
(strømforbruket til pumpen) utgjør 4815 kWh slik at den reelle besparelsen nå er redusert til
arealet i mellom den blå og oransje kurven eller:
10185 – 4815 = 5370 kWh.
OK, 5370 kWh x 0,6 kr/kWh = 3222 kr spart pr år eller ca
5370/15840 x 100 ≈ 34 % av
varmebehovet. Kanskje ikke så mye? Kunne det vært mer? Ja
det kunne det.
Det er forskjell på hvor mye strøm forskjellige varmepumper
bruker ved forskjellige
utetemperaturer. Mer om dette i neste avsnitt.
Inverterstyrte varmepumper er ekstremt dynamiske systemer.
Dvs at de tilpasser seg ytre og indre forhold samt ønsket
varmeleveranse på en ganske
komplisert måte styrt av elektronikken (les logikken) valgt
av produsent av varmepumpen.
Pumpene har en hovedfunksjon og det er ved hjelp av
en hvis strømmengde å hente en
"varmemengde" fra uteluften og levere denne inne.
Strømmen som brukes av pumpen til dette
omdannes til varme og inngår i "varmemengden" som
leveres inne slik at det kun er en del av
denne som er gratis og stammer fra uteluften.
Da
forholdet mellom strømmengde brukt av pumpen og total "varmemengde" levert inne
endrer
seg hele tiden (hovedsakelig som resultat av endring i utetemperaturen) måles
dette
forholdet
som øyeblikksverdier. Dvs som effekt (les varmestyrke levert inne/blå kurve
i
diagrammet) og effektbehov (les strømstyrke brukt av pumpen/oransje kurve i
diagrammet)
ved
forskjellig utetemperatur.
COP (coefficient of performance) er forholdet mellom disse
størrelsene (effekt delt på
effektbehov) og blir et mål på hvor effektiv en pumpe i et
gitt øyeblikk ved en hvis
utetemperatur er. Dvs hvis pumpen i et gitt øyeblikk leverer
varmestyrken 3 kW inne mens
pumpen sluker 1 kW er den gratis varmestyrken på 2 kW og COP
er lik 3 / 1 = 3.
Når utetemperaturen synker klarer kanskje pumpen kun å
levere 2 kW inne mens den fortsatt
bruker 1 kW på utedelen. Dvs gratis andelen er nå sunket til
1 kW og COP er blitt dårligere og
sunket fra 3 til 2 / 1 = 2. Under sees samme effektdiagram
som i forrige avsnitt men her er
døgnene på x - aksen erstattet med korresponderende COP for
denne varmepumpen.
(Tenk - COP er lik blå verdi delt på oransje verdi)
De fleste selgere/leverandører oppgir COP og Effekt ved 7 ºC
(ute). Dette er mildt sagt nokså
verdiløse opplysninger. Ta en titt på samme diagram under. Her er
døgnene erstattet av
korresponderende gjennomsnittlig utetemperatur.
Som det går frem av den grønne kurven befinner ikke
det store effekt og energibehovet seg
rundt 7 ºC men derimot i området under ca 0 ºC. Pumpen i
dette eksemplet er en 4,7 kW
pumpe med en COP på ca 3 ved 7 ºC. At denne pumpen kunne ha
levert 4,7 kW ved 7 ºC er i
grunnen revnende likegyldig da boligen kun trenger ca 0,9
kW. Det man egentlig trenger er en
pumpe med generelt bedre COP. Dvs en pumpe som
leverer mer og bruker mindre ved høye
og spesielt lave utetemperaturer. Under sees en 4,3
kW pumpe med generelt bedre COP.
Som det går frem av diagrammet er arealet mellom den blå og
oransje kurven økt og den reelle
besparelsen er nu 7575 kWh eller 7575 kWh x 0,6 kr/kWh =
4545 kr pr år eller ca
7575/15840 x 100 ≈ 48 % av varmebehovet. Differansen i
besparelse mellom de to pumpene
er 4545 - 3222 = 1323 kr, dvs godt over en tusenlapp mer pr
år for den beste pumpen.
Hvis lønnsomhetskravet er basert på 5 års maksimal
inntjeningstid gir dette i det første tilfelle
ca 13200 kr å kjøpe varmepumpe for mens det med den bedre
pumpen gir ca 18600 kr å kjøpe
pumpe for. Hvis vi forutsetter at virkelig pris for begge er
(13200+18600)/2 = 15900 kr
(da de jo
er i samme størrelsesorden) gir dette for den beste pumpen en inntjeningstid på
ca 4,1 år
og ca 20300 kr spart etter 12 år mens den "dårlige" gir en inntjeningstid på ca 6,2 år
og ca
9800 kr spart i samme periode. Denne forskjellen kan meget godt være
avgjørende,
men mer
om økonomi og lønnsomhet i neste avsnitt.
Hva er egentlig lønnsomt ? I tradisjonell bedriftsøkonomi
benyttes ofte begreper som
tilbakebetalingstid, inntjeningstid, nåverdi, netto nåverdi,
nåverdikvote, internrente osv.
Etter min mening er mange av disse begrepene av minimal
interesse for den jevne forbruker
med unntak av økonomisk/teknisk levetid, netto nåverdi,
og inntjeningstid.
(Økonomi er ikke min sterkeste side og her følger mye
personlig synsing).
Hva skjer egentlig ved kjøp av en varmepumpe, jo du betaler
en sum og forventer at dette skal
forårsake en innsparelase over en hvis tid. Hvor lenge kan
du forvente at denne sparemaskinen
vil virke? Hvor mye vil den spare i denne perioden og hvor
lenge må du vente (fra du betaler)
til du oppnår en reell total besparelse?.
Økonomisk/teknisk
levetid er den tid du kan forvente at anlegget går uten å påføre deg store
utgifter
til større reparasjoner. Fra bransjens side oppgis denne til å være et sted
mellom 10 og
kanskje
20 år. Dette er fortsatt relativ ny teknologi og jeg tror det er svært få av
disse anleggene
som ennå
har fungert problemfritt i 10 til 15 år.
Jeg anbefaler at økonomisk/teknisk levetid i beregninger
maks settes til 12 år.
Netto
nåverdi er et utrykk for hvor mye du totalt sparer i denne perioden og
inntjeningstiden
er den
tiden det tar sparemaskinen å spare et beløp som er like stort som
investeringen når man
tar
hensyn til prisstigning og at pengene dine kunne ha gitt deg en inntjening et
annet sted.
Hva betyr alt dette? Her følger et eksempel:
Hvis du har foretatt en beregning på en pumpe og denne vil
spare ca 3000 kr pr år eller
ca 30 % av strømregningen din basert på 2,5 % pristigning og
7 % kalkulasjonsrente og dette
gir en inntjeningstid på 5 år samt en netto nåverdi på 21000 kr de neste 12
år kan du grovt se på
dette på følgende måte:
Det du egentlig har gjort er å forskuddsbetale 30 % av
strømregningene dine de neste 5 år,
dvs de neste 5 år har du egentlig ikke spart noe som helst
og får du et totalhavari på maskinen
omtrent etter 5 år er du tilbake til utgangspunktet ditt
uten vinning eller tap. Den reelle
besparelsen eller netto nåverdien på 21000 kr begynner først
å tikke inn i år 6 med ca 3000 kr i
året de neste 7 år. Så for den som ikke liker å gamble kan
det være fornuftig å sette maksimal
ønsket inntjeningstid til det samme som garantitiden, nemlig
5 år og la dette bestemme hvor mye
du er villig til totalt å investere. (i dette tilfelle ca
3000 x 5 = 15000 kr).
På den andre siden, hvis den samme beregningen med en annen
dyrere og mer effektiv pumpe
viser at den sparer 50 % av strømregningen, samtidig som det
gir 6 års inntjeningstid og en
netto nåverdi på 30000 kr kan det jo være fristende å velge
denne løsningen.
Hvor
lenge satser du på at anlegget går mer eller mindre prikkfritt og i hvilken
grad kan du
stole på
at selger kan oppfylle sine forpliktelser i garantitiden samt hjelpe deg etter
dette.
Bransjen
har fortsatt noen barnesykdommer, men mer om dette i neste avsnitt.
Varmepumper har lenge vært solgt i Norge, men det
store salget av luft til luft varmepumper
og bransjens satsing på disse kom først med og etter
statens privatisering av kraftmarkedene,
strømkrise, økte strømpriser, regjeringens politiske
tafatthet og ikke minst Steensnes sin
energi/økologiske "botsgang" som ga en
og halv måneds støtteordning vinteren 2003
administrert av Enova hvor kjøpere av luft til luft
pumper fikk 5000 kr hver i støtte til dette.
Grovt og litt sleivete sagt kan
man si følgende om bransjens utvikling:
Høsten 2002 besto bransjen av tre hovedgrupper, de
useriøse støvsugerselgerne,
de velmenende og de seriøse. For all del, det finnes
sikkert hederlige og ordentlige støvselgere,
de jeg refererer
til her er de som helt klart kastet seg på bølgen uten kompetanse og som typisk
uten å
blunke fortalte kunden at en normal besparelse lå på ca 70 % av det totale
oppvarmingsbehovet.
De velmenende besto hovedsakelig av
allerede eksisterende
rør/kjøle/VVS
og andre firmaer uten særlig kompetanse
på akkurat dette produktet, men slik
må det
vel nesten være med nye produkter, mens de seriøse faktisk visste hva de gjorde
og
leverte
rimelig god innformasjon til kunden.
Senhøstes
(I skrivende stund 2003) ser det ut til at de velmenende enten har gitt seg
eller
har lært, å inngår nå i den seriøse delen av
bransjen. De useriøse har minket i antall men
finnes
forstsatt der ute.
I tillegg har vi fått to nye grupper. Direkte importørene samt de
seriøse
støvsugerselgerne. Direkte importørene omgår norske hovedimportører og deres
leverandører
slik at prisen blir noe lavere. Problemet her er først og fremst hva man gjør
når
feilen
oppstår. De seriøse støvsugerselgerne har oppdaget at det går an å satse på
selvmontering.
Dvs totalkostnaden kan reduseres med ca 4000 til 6000 kr ved å levere ferdig
vakuumerte
rør som monteres av kunden selv. Hvor vellykket og ikke minst hvor risikofylt
dette
er med
tanke på umiddelbare og fremtidige feil gjenstår å se men det må nevnes at tall fra
det internasjonale energibyrået IEA (1) viser at over 90
prosent av feil ved slike anlegg
skyldes
monteringsfeil og at NOVAP (Norsk varmepumpeforening) (2) advarer rimelig sterkt
mot
denne
type løsning samt at ansvarsforhold for feil i garantitiden muligens blir noe
uklart.
Uansett,
mer om kjøp av varmepumpe i neste avsnitt.
Det er mange forhold man bør vurdere før man kjøper
varmepumpe, under følger min
egen oppskrift:
1. Uansett hva du
gjør er det beste å bruke minst mulig strøm. Dvs vurder først tetting,
etterisolering, installering av
vedovn (hvis du har tilgang til gratis eller billig ved),
skifting av vinduer osv.
2. Ta en titt
på strømregningene eller ring strømleverandør og spør om totalforbruk og
hva dette kostet i fjor. Vurder hvor
åpen boligen er. Dvs hvor stort er det åpne arealet
som kan forventes oppvarmet? Hvis du
betalte mer enn ca 15000 kr i fjor eller det åpne
arealet utgjør mer enn 60 m2
er det mulig du befinner deg i det lønnsomme området.
(Det er utrolig mange faktorer som
avgjør dette så tallene her må taes med en klype salt).
3.
Hvis
du har en PC med programmet Excel kan du nå laste ned et regneark fra
Ås LV-Varmerådgivning som med litt
egeninnsats vil gi en rimelig god oversikt over
din konkrete situasjon.
4. Kontakt
lokal (eller den som er nærmest) leverandør av luft til luft varmepumper og
spør om et referanseanlegg. Dvs en annen
kunde som er villig til å vise frem sitt eget
anlegg. Hvis de ikke er stand til å
fremskaffe en slik kunde kan det tyde på at de har
levert svært få anlegg eller at de
ikke har så mange fornøyde kunder. I så fall fortsett
til du finner en kunde med et anlegg
som helst har gått en vinter og som er villig til å
vise frem dette.
5. Oppsøk denne
kunden og ta rede på/spør om besparelse, komfort, støy inne og ute,
teknisk løsning
(rørføring/El-tilkobling), eventuelle nedisningsproblemer på utedel
og ikke minst kundens inntrykk av
selger, montører og firma generelt.
6. Nu er du klar for selger. Ring
og bestill et uforpliktende hjemmebesøk. Du er nu godt
forberet
og vil kunne stille de riktige spørsmålene i forhold til din egen bolig samt ha
et
godt
utgangspunkt for å vurdere hva du totalt bør betale for hele anlegget.
(NB
- dette markede har på langt nær satt seg og det finnes fortsatt
prutningsmonn).
7. Lykke til.
Kilder:
1. Teknisk Ukeblad, 18. juni 2003 , Atle Abelsen
2.
NOVAP www.novap.no