Uppvärmning

Uppvärmning har blivit en allt större minuspost i hushållsekonomin och det är många som funderar på hur man skall kunna minska den. Kanske skall man satsa på att bli fler? Det sägs att en tvåbarnsfamilj genererar c:a 12.000 KWh per år. Det borde alltså bli ungefär 3.000 KWh/person. Sålunda: Ju fler i familjen, desto varmare i huset.

I de flesta fall har man inte så många möjligheter att göra dramatiska sänkningar av sin energiförbrukning. Man har det hus man har och de flesta av oss här i Hästhagen, har ett hus som är byggt under första hälften av förra seklet. Då var energifrågor inte något stort ämne och alla eldade med ved eller koks.

Så småningom gjorde oljeeldningen sin entré. Den var både bekväm och billig. Jag vill minnas att min första egna oljeleverans som jag betalade i slutet på 60-talet, belöpte sig till 175 kr/m³. En tämligen modest summa i jämförelse med dagens priser. Var det kallt inne var det bara att shunta upp pannan ett snäpp och köpa hem en kubikmeter olja till. Nemas problemas! Nu är tiderna dock bistrare!

Så vad göra?

Först bör man förstås göra "Gör det själv"-tidningarnas evigt omtjatade: Täta fönster, Täta dörrar. Fixa droppande kranar. O.s.v. Att ytterligare minska husets energiförbrukning är nästan oundvikligen förenat med byggverksamhet. Man måste tilläggsisolera, byta fönster och dörrar mm. Det är både dyrt och besvärligt. Bättre då att koppla någon slags hävstång till den energi man redan stoppar in i huset.

Tekniken för detta skrives förstås: Värmepump. Själva idén med en värmepump är att man pumpar ut ett kallt medium i något slags värmeväxlare och låter det där värmas upp av det medium som omger växlaren. Sedan hissar man med hjälp av en kompressor upp hela energinivån till en temperatur där mediet kan avge sin upptagna energi till husets inneslutna luftmassa. Det fungerar precis som i ett kylskåp, alltså. Fast där flyttar man värmen inifrån och ut. (Enkelt va?)

Med den teknik som står till buds idag, kan man få tillbaka tre gånger insatsen på inmatad energi och tekniken förbättras ständigt. Det är onekligen en hygglig återbäring. Dock måste man först punga ut med en skaplig investering i själva anläggningen, innan man kan börja att räkna hem kulorna.

Var skall man hämta gratisenergin?

För er som bor vid sjökanten finns en god energikälla i vattnet. Den kan man ta tillvara genom att lägga en slinga med slang på botten och sedan koppla den till en värmepump. För oss andra, som bor mer eller mindre på hälleberget, gäller det oftast att borra sig ned i detsamma.

Hur lång slinga eller hur djupt borrhål man behöver beror förstås på hur mycket energi man behöver kunna ta ut. Generellt gäller dock att "ju längre desto bättre". Systemets verkningsgrad är avhängigt det inkommande köldmediets (spritblandningen i slangen) temperatur, ju högre den är, desto bättre verkningsgrad får man på systemet.

Hur stor värmepump behöver jag?

Man brukar räkna med att värmepumpens effekt skall vara ungefär hälften (50–60%) av den maximala effekt huset behöver för att hålla en viss inomhustemperatur (+20°) årets kallaste dag. I praktiken räknar man med –20° i Stockholmsområdet. Det ger en god täckning av det totala energibehovet (c:a 90–95%), sett över hela året.

Det är inte bra att dimensionera pumpen för att klara husets maximala effektbehov. Den kommer då att få en dålig driftssituation med många till- och frånslag, vilket sliter onödigt mycket på den. Investeringen blir också större och svårare att räkna hem. Den extra energi man behöver på de riktigt kalla dagarna skall man i stället ta från en tillsatskälla som t.ex. elpatron eller olje–/pelletspanna.

Hur beräknar jag pumpens storlek?

För att göra detta enkelt för oss räknar vi om energiförbrukningen till el-dito. Här gäller att 1 m³ olja är lika med 10.000 KWh. Vi räknar också med att oljepannans verkningsgrad är 70%. Bara 70% av den olja vi eldar upp kommer alltså husets uppvärmning till del. Är pannan ganska modern kan man möjligen gissa att verkningsgraden kan gå upp mot en 80%. En bedömningsfråga. Vi förutsätter också att hushållselen utgör 5.000 KWh per år.

För att räkna ut effektbehovet använder vi oss nu av en konstant som kallas "gradtimmar". För Stockholmsområdet är den 110.000. Så här ser formeln ut (Wh = Watt-timmar):

("Årsförbrukn i Wh" x 1.000 / 110.000) x (innetemperatur – utetemperatur)

Skillnaden mellan innetemperatur och utetemperatur är här, som vi bestämde tidigare 40° och 1.000 Wh är förstås 1 KWh (kilowatt-timme). Då kan vi skriva samma formel som:

"Årsförbrukning i KWh" x 40 / 110

Ponera nu att vi eldar upp 4 m³ olja per år. Vi får då följande exempel:

4.000 liter olja är lika med 40.000 KWh enligt ovan. Med 70% verkningsgrad i pannan får vi 28.000 KWh som tillföres husets uppvärmning. Sålunda:

28.000 x 40 / 110 = 10.182 W

Den effekt vi behöver tillföra huset för att hålla +20° inomhus när det är –20° utomhus är alltså c:a 10,2 KW (Kilowatt). Detta är utgångsvärdet för vår bedömning av värmepumpens storlek som ju skall vara hälften av detta värde, d.v.s 5,1 KW. Om vi nu räknar med att värmepumpen även skall värma tappvarmvattnet i huset, lägger vi till en extra kilowatt till detta värde och får då 6.1 KW. Alltså bör vi välja en värmepump med detta (i praktiken närmaste högre) värde för att få en god ekonomi på vår uppvärmning.

Om jag har elvärme då?

Om man gör denna kalkyl utifrån husets elförbrukning så drar man först bort 5.000 KWh från årets totala elförbrukning. Detta är vad man, mellan tummen och pekfingret, räknar med att man förbrukar i hushållsel under ett år och den skall inte räknas in i uppvärmningen (även om en stor del av den, i praktiken, kommer huset tillgodo i form av spillvärme). Är ni många i hushållet, kan ni dra av 6.000 KWh i stället. Resulterande siffra plockar ni in i kalkylen ovan.

Enkel överslagstumregel

Om ni eldar med olja, så multiplicera oljeförbrukningen med 2,7 här i Stockholmstrakten. För hus i Norrland gäller 3,0 och i södra delen av landet 2,4.

Dimensionera värmepumpen till 60% (i W) av det erhållna värdet.

4.000 x 2,7 = 10.800 W. 10,8 x 0.6 = 6,5 KW

Om ni värmer med el, drar ni först bort hushållselen (precis som ovan) 5.000 KW. Dividera sedan det erhållna värdet med 7.000 och multiplicera resultatet med samma faktor som i exemplet med oljeeldning, d.v.s. 2,7 i stockholmstrakten.

Något om borrhålet

Här i Hästhagen har vi, som regel, inte så långt ned till berg. En bit ner är berget ganska tätt och och hårt (men inte särskilt vattenförande), enligt den information jag fått från ett par borrprojekt här i samhället. Detta tyder då på att berget har en hygglig värmeledningsförmåga (högt lambda-värde) vilket i sin tur är en indikation på att man bör kunna plocka ut ett hyggligt antal watt/meter ur sitt borrhål. Vi tycks alltså ha goda grundförutsättningar för att använda oss av bergvärme här. Man borde sannolikt kunna plocka ut 3–4 W/m/grad eller mera praktiskt uttryckt: Man borde kunna plocka ut 10–30 W/meter från sitt borrhål vid kontinuerlig drift. Vid intermittent (ej kontinuerlig) drift kan man temporärt t.o.m. ta ut något mer energi då tillflödet i berget är konstant. Man tar s.a.s. ut det lilla extra som "runnit till" medan pumpen stått stilla.

Borraren brukar inte vilja borra djupare än max 200m. Behöver man mer energi är det bättre att borra fler hål och seriekoppla dem. Hålets effektiva längd räknas från den nivå där grundvattnet ställer in sig och till hålets botten. Temperaturen 50m ner i bergrunden är, här i mellansverige, ungefär +7°C.

Efter några års drift av värmepumpen, kommer temperaturnivån runt borrhålet att sjunka med ett par grader och sedan stabilisera sig på den nivån. Tänk på att alltid göra hålet djupare än vad beräkningarna säger att man behöver. Det är nämligen viktigt att vattnet i borrhålet aldrig fryser till is. Is är en usel värmeledare och då upphör energibrunnen att fungera, så snåla inte här.

Luftvärmepump då?

Luftvärmepumpen är ett billigare alternativ att installera. Man slipper ju borrning och slangutläggning. Nackdelen med luftvärmepumpen är dock att den ger ett bra energiutbyte då det är varmt utomhus. Tyvärr sammanfaller detta inte med behovet av uppvärmning inomhus. Effektiviteten faller med sjunkande utomhustemperatur och när man behöver som mest, ger den som minst och kräver därför betydligt mer tillsatsvärme. Den kan dock vara ett bra tillskott till det totala energibehovet, speciellt om man har direktverkande eluppvärmning. Man bör också betänka att kan vara knepigt att fördela värmen från pumpens inomhuskonvektor, om man inte har en öppen planlösning i sitt hus.

Mellan tummen och pekfingret kan man räkna med att täcka en tredjedel av energibehovet med en luftvärmepump.

Värmeelement

En sak bör man beakta då man konverterar ett gammalt värmesystem för användning med värmepump. Ett värmepumpsystem är ett utpräglat lågtemperatursystem, typiskt arbetar det med en maxtemperatur runt 50°. Ett system med olje- eller elpanna arbetar med en maxtemperatur på 80°.

I ett äldre hus är elementen dimensionerade efter denna, högre temperatur. Det betyder att elementens yta sannolikt inte räcker till för att avge så mycket värme till luften som behövs under kalla dagar, då man ju nu arbetar med en c:a 30° lägre maxtempertur. Alltså kan man behöva byta ut vissa element mot sådana med större yta. Kanske dubbelelement med konvektionsplåtar eller regelrätta konvektorer, med eller utan inbyggd fläkt.

Något som fungerar mycket bra med värmepumpsystem är dock golvvärme som ju också är ett utpräglat lågtempertursystem med mycket stor avgivningsyta. Dessutom är det så att även låg utgångstemperatur från värmepumpen ökar systemets totala verkningsgrad.

Kalkylera noga

Man bör göra en noggrann kalkyl av vad de olika pumpalternativen kan ge. Vilken typ man bör välja är ju beroende av hur mycket energi man gör av med idag. Ett modernt, välisolerat, hus kanske klarar sig bra med elvärme och en frånluftvärmepump kopplad till frånluftsventilationen. Medan ett 20-/30-talshus behöver en bergvärmepump för att få in tillräckligt med energi. Och glöm inte att kalkylera med eventuella elementbyten. Ju mer man betalar för sin värme idag desto större vinst finns det att kamma hem. Tyvärr är vissa parametrar i kalkylprocessen av typ kristallkula. Man vet aldrig vart el- och oljepriser tar vägen. Bara att de inte kommer att bli lägre med tiden.