Hvilken størrelse varmepumpe skal jeg have?

Har du fået tilbudt forskellige størrelser på varmepumpen og er i tvivl om, hvad der er den rigtige? Måske denne artikel kan hjælpe

Kunsten af finde den rigtige størrelse varmepumpe

Varmepumpemarkedet kan være lidt af en jungle som forbruger. Der er mange tekniske detaljer at holde styr på, og nogle gange kan det virke som om, oplysningerne peger i øst og vest. Et godt eksempel er, når det kommer til størrelsen på varmepumpen. Måske har du fået et tilbud på en 7 kW fra en leverandør, men en anden mener, du skal have en 12 kW. Derfor har vi lavet denne artikel, som forhåbentlig kan hjælpe dig.

Inden vi dykker ned i teknikken, er det en god ide at afklare, hvad den rigtige størrelse egentlig vil sige. 

At finde den rigtige varmepumpestørrelse er et spørgsmål om balance mellem driftsoptimering og behovsafdækning - altså kører pumpen mest energieffektivt over hele året? Og kan den dække mit varmebehov, når det bliver koldt?

Behovsafdækning

Kigger vi på behovsafdækningen først, så siger reglerne, at varmepumpen skal kunne opvarme huset til 20°C ved en udetemperatur på (-12°C). Dog kan varmebehovet suppleres med el som back up fra (-7°C)Jf. DS 469:2013. 
I praksis betyder det, at vi dimensionerer varmepumperne således, at deres nominelle effekt ved (-7°C) skal dække husets varmetab ved denne temperatur. Dette kaldes det bivalente punkt.

_Rent el - er det nu en god ide?
Nu kan det lyde faretruende at skulle bruge rent el til at opvarme boligen med. Her er der dog et par ting at bemærke:
_

1. Ikke signifikant forbrug: Som nedenstående graf viser, så er det gennemsnitligt minimalt, hvor meget tid vi har temperaturer under (-7°C) i Danmark.
2. Blot et supplement: Varmepumpen dækker stadig størstedelen af behovet: Der er tale om et supplement. Så har du f.eks. en 7 kW varmepumpe, der er 100 % belastet, mens du har brug for 8 kW til at varme dit hus op i eksempelvis 5 timer, så har du blot brugt 5 kWh el til at hjælpe den på vej.
3. Den relative forskel: COP (Coefficient Of Performance, eller Effektfaktoren) er relativt dårlig, når temperaturen bliver så lav. Varmepumpen lider under det paradoks, at når du har mest brug for varme i huset, har den selv mindst mulig energi at trække ud af luften. Dvs. at den arbejder med en lav COP-faktor - måske endda omkring 2-2,5 - så forskellen mellem er bruge rent el og benytte varmepumpen, er ikke så stor i lige præcis dette område. 

Nedenfor kan du se en kurve over det bivalente punkt. Den grønne kurve viser, hvordan husets varmebehov stiger, når udetemperaturen falder. Omvendt falder varmepumpens kapacitet. (Se mere om dette længere nede i artiklen).

Varmetabsberegning

For at fastlægge størrelsen på pumpen, tager vi udgangspunkt i husets varmebehov. Der er tre primære metoder til at fastlægge dette:

1. Overslag ud fra statistiske data
2. Beregning ud fra nuværende forbrug
3. Varmetabsberegning efter DS 418

Hos Amalo bruger vi en kombination af metode 1 og 2. Dit overslagstilbud bliver beregnet med Metode 1. Umiddelbart efter at du har indtastet adressen, henter vi din data fra BBR. Disse data skal du bekræfte, eller korrigere hvis de ikke er retvisende, når du svarer på spørgsmålene i tilbudsberegneren. Her er det størrelsen, altså antal kvm., og årstallet for bygningen, der er afgørende. Nedenfor kan du se en tabel, der viser de estimerede varmetab per kvadratmeter, som baserer sig på 90.000 energimærker og efter vores vidende er den seneste og mest grundige tabel af sin slags. Den tager ligeledes højde for brugsvandsforbruget for en typisk dansk familie.

Metode 2: Under beregningen af dit tilbud bliver du ligeledes bedt om at oplyse dit varmeforbrug i kroner eller enheder, for eksempel gas (m3), piller (kg), olie, (liter) eller fjernvarme (kWh/MWh).

Vores system omregner disse værdier til kWh og indregner ligeledes en virkningsgrad for kedlen, som af rådgiveren kan justeres afhængigt af alderen på fyret. 

Til sidste ender vores rådgiver og jer selv med at få præsenteret nedenstående illustration, der sammenligner størrelsen på varmepumpen. I langt de fleste tilfælde (og her taler vi om tusindvis af sammenligninger), så er de meget tætte på hinanden, som det ses nedenfor.

Når størrelsen på varmepumpen besluttes, vægter rådgiveren ligeledes, hvilken type fyr der er installeret i forvejen. Hvor gaskedlers forbrug og virkningsgrad er rimelig pålidelige og typisk ligger på 90-100 %, kan pillefyr, brændeovne og ældre oliefyr svinge mellem 50 og 90 % virkningsgrad.

Ideelt set får man oplyst forbruget over mange år og laver en graddagskorrektion - dvs. justerer forbruget til ift., hvordan det gennemsnitlige varmebehov over sæsonen ser ud. Hvis du oplyser dit gennemsnitlige forbrug over flere år, er det dermed helt perfekt. Vi bruger dog primært forbruget til at sammenlige og finde frem til, om der er store afvigelser, som nedenstående illustration viser, samtidig med at vi har en god ide om, hvorvidt året før - som der typisk oplyses forbrug for - var et mildt eller et koldt år. Er vi i tvivl og har brug for mere info, spørger vi ind.

Er der store udsving mellem Metode 1 og metode 2, spørger rådgiveren yderligere ind til husets installation og prøver at finde frem til, hvor årsagen til forskellen er. Ofte er det oplyste forbrug større end det gns. forbrug, og vi prøver så at finde frem til årsagen gennem spørgsmål til dig over telefon og e-mail. Se mere nedenfor under Usikkerheder.

I Metode 3 benyttes forskrifterne fra DS 418 til at lave en varmetransmissions- og ventilationstabsberegning, som er meget detaljeret og kan være omstændelig. Typisk vil der bruges beregningsprogrammer, såsom Be18 til at fastlægge, om en bygnings varmetab overholder bestemmelserne i bygningsreglementet. Metoden bliver brugt på nybyggeri og nye tilbygninger, men meget sjældent, hvis nogensinde uden for et klasselokale, på ældre bygninger. Årsagen er simpel: Usikkerheder. Det dedikerer vi et afsnit til.

Usikkerheder

Som nævnt og illustreret ovenfor kan det vise sig, at der er et mærkbart højere forbrug, end gennemsnittet for en lignende bygning ellers antyder. Det kan være

• opvarmede areal ikke er korrekt, såsom at udestuen ikke er talt med
• gamle, uisolerede rør i terrændæk
• varmtvandscirkulationsstrenge med store varmetab, som kører uden timer
• ekstraordinært højt varmt brugsvandsforbrug
• ekstraordinært dårlige virkningsgrader på kedlen
• efterisoleringen af huset ikke har fulgt med tiden, eller at der er deciderede utætheder med store ventilationstab til følge
• komfort - har kunden eks. 24-25°C i stuen året rundt, vil det også kunne slå ud på forbruget.

Alt dette bliver taget i overvejelse og spurgt ind til, inden pumpestørrelsen bliver bestemt. 
Man kan godt foranlediges til at tro, at en meget detaljeret beregning også er en meget præcis beregning. Men det forholder sig desværre ikke nødvendigvis sådan. Når man går ned i detaljerne og regner på varmetab fra segmenter af bygningsdele og prøver at beregne "nedefra og op" ved at summere en lang række estimerede værdier, så vil man også ende med at summere en hel masse usikkerheder. Med andre ord risikerer du et stort arbejde med ingen eller meget ringe gevinst. Det er derfor, at vi - i modsætning til andre, vi kender til, der dimensionerer varmepumper - ikke benytter os af metode 3. Den står nemlig ikke mål med opgaven i ældre huse, hvorimod den giver bedre mening på helt nye huse.

Se evt. dette billede med udsnit fra diverse undervisningsmaterialer, der vedrører metoder og usikkerheder, samt tag et kig på hver række i ovenstående varmetabstabel, og læg mærke til, hvor meget varmetabet svinger for hver kolonne. Udsvingene er relativt små, men man tager nogle store spring nedad fra 60'erne til 70'erne, fra 70'erne til 80'erne og igen fra 90'erne til 00'erne. 

Graddage

En graddag er det man bruger som grundlag for at vurdere sæsonens varmebehov. En graddag er i virkeligheden en forskel i temperatur eller det, vi kalder for Delta T. Man siger, at der er behov for opvarmning af huset ved temperaturer under 17°C. Derfor er alle dage med middeltemperatur under 17°C en del af varmesæsonen. Eksempelvis hvis middeltemperaturen over døgnet har været 5°C, så vil dagen repræsentere (17-5)= 12 graddage.

Du kan se historiske graddage fra Seas NVE her

Dimensionering

Når man har sit estimerede varmetab for boligen og [fortsættelse følger - artiklen er under udarbejdelse]

El-backup er fra fabrikken dimensioneret, så det altid kan klare de sidste 10-20 %, der er i spidsbelastningen fra (-7°C) til (-12°C). Eksempelvis er 5, 7, 9 kW varmepumperne udstyret med et 3 kW elvarmelegeme - altså 33-60 % supplement ift. den nominelle effekt. 

12 og 16 kW er udstyret med et 9 kW elvarmelegeme, som udgør et supplement på 56-75 % af den nominelle effekt.

Forskellige mærker opgiver nominelle effekter forskelligt

Hvis du har modtaget tre forskellige tilbud på tre forskellige varmepumpemærker, så er der også en stor sandsynlighed for, at de opgiver deres nominelle effekt forskelligt. Som vi har lært ovenfor, så er det ved (-7°C), at det er vigtigt at vide, hvad varmepumpen leverer, da den ved højere udetemperaturer har decideret overkapacitet.

Her er det vigtigt at sammenligne æbler med æbler, og det gøres ved at sammenligne pumpernes leverede effekt ved samme temperatur og helst ved den, der dimensioneres ud fra, altså (-12°C) & (-7°C).

Ser man på den lille kapacitetskurve ovenfor, kan man se, at en typisk varmepumpe vil mindske effekt, når temperaturen falder. Eksempelvis vil den fiktive varmepumpeeffektkurve ovenfor have væsentlig større effekt ved +7°C end ved (-7°C).

Nogen navngiver endda deres varmpumper så der indgår et tal i modelnavnet, der kan mistolkes til at angive, at det er eksempelvis en 12 kW varmepumpe de køber, men i virkeligheden yder den kun 9 kW ved (-7°C).

Dette er desværre med til at gøre forvirringen større for forbrugeren, der er i markedet efter en varmepumpe. 

Panasonic T-Cap

Vi har modificeret ovenstående fiktive effektkurve, så den passer til de modeller, som Amalo leverer. Panasonic er kendt for deres patenterede teknologi, som muliggør T-Cap (Total Capacity) funktionen. T-Cap holder hvad den lover, da en varmepumpe med mærket T-Cap leverer den oplyste effekt ned til (-15°C), og der oplyses som sådan ikke højere effekter end den, der er behov for, når det er koldt. Heller ikke selvom varmepumpen ved 7°C måske kan levere 20 % mere. Og det er med god grund, for ved 7°C  udetemperatur skal varmepumpen levere mindre, da varmetabet er mindre. 

Driftsoptimering - Hvorfor man ikke bare skal vælge en stor varmepumpe

Ovenfor afdækkede vi, hvordan vi sikrer os, at varmebehovet er dækket ind, til når det bliver koldt. Men hvorfor installerer vi ikke bare en rigelig stor varmepumpe, og så er alt godt? 

Nogle kan blive utrygge, hvis de er bange for, om varmepumpen er for lille, og de bliver i tvivl om, om de kan holde huset varmt om vinteren. Derfor kan man godt fristes til bare at overdimensionere varmepumpen for en sikkerheds skyld. Ulempen er dog, at det går ud over driftsøkonomien, levetiden og rentabiliteten på din investering.

Start-/stop og modulationsområde

I gamle dage regulerede varmepumperne vandtemperaturen ved at starte og stoppe. Altså hvis temperaturen kom under et givent sætpunkt, så startede den og kørte 100 % belastning, indtil sætpunktet var nået. Derfor var der et stort behov for buffertanke, der øgede vandmængden i varmesystemet. Årsagen er, at for mange start-/stop-sekevenser går ud over COP-/Effektfaktoren og giver dårlige driftsøknomi. Derudover slider det mere på komponenterne, når der stoppes og startes for ofte. 

De moderne varmepumper er dog modulerende, hvilket betyder at den kan justere, hvor meget belastning den skal køre med, afhængigt af behov. Helt konkret kan den trinløst regulere hastigheden på blæser, kompressor og cirkulationspumpe. Panasonic monoblock-varmepumperne kan typisk regulere fra fuld effekt og ned til ca. 30 % belastning. På nedenstående illustration har vi igen indtegnet noget nyt og anvist modulationsområdet. I praksis betyder det, at varmepumpen under den stiplede, blå streg begynder at regulere i en såkaldt hystresestyring (start-/stop-regulering). Effekter oven for denne kurve - i dette tilfælde temperaturer under ca. 10°C - vil varmepumpen køre kontinuerligt uden at stoppe, da den kan regulere og tilpasse sig behovet. Undtagelsen er dog under afisning.

I teorien kan du installere lige så stor en varmepumpe, som du har lyst til. Du kan nemlig altid installere flere og større buffertanke. Stor vandmængde betyder nemlig, at varmepumpen skal arbejde i længere tid, før alt vandet opnår den temperatur, som varmepumpen er indstillet til. Problemet med det er dog:

1. Det er ikke nødvendigt, hvis du drifter og dimensionerer varmepumpen korrekt
2. Det koster mere i komponenter og installation og gør din investering mindre rentabel
3. Det fylder væsentlig mere og optager m2 i din bolig.

Hvis man regulerer sin varmepumpe korrekt og har en [fortsættelse følger - artiklen er under udarbejdelse]

Hvordan spiller mine radiatorer ind på størrelsen af min varmepumpe?

Ikke det mindste, faktisk. Det kan måske lyde lidt mærkeligt, men varmepumpens leverede effekt ændres ikke nævneværdigt af en højere fremløbstemperatur. Størrelsen på varmepumpen beregnes efter husets afgivende effekt. Radiatorer kræver højere fremløbstemperatur for at afgive den samme effekt som eks. et gulvvarmesystem, fordi de samlet set har et mindre overfladeareal. Men varmepumpens evne til at levere den nominelle effekt ændrer sig stort set ikke, når der ændres på fremløbstemperaturen.

Det er dog vigtigt, at radiatorerne er store nok til at varme rummet op med varmepumpens maksimale fremløbstemperatur. (60°C for 5 & 7 kW og 65°C for 9, 12 og 16 kW) med en ΔT = 5°C.

Dette er dog yderst sjældent tilfældet og reelt ikke noget vi i Amalo har oplevet endnu. Det nogen overser, er, at man med en varmepumpe kører med højere vandstrøm eller flow og derfor har en lavere forskel i fremløbstemperatur og returløbstemperatur.

Cirkulationspumpen regulerer flowet, så der er en ΔT = 5 Kelvin ved en standardindstilling. Ved sammenligning af to temperatursæt, hvor vi beregner den forsimplede aritmiske middeltemperaturdifferens for henholdsvis et temperatursæt velegnet til fjernvarme og et velegnet til varmepumper, udligner den lave ΔT forskellen, som det ses nedenfor.

Temperatursættet for en radiator er det afgørende for, hvor meget varme der afsættes til rummet, da de andre faktorer, så som overfladeareal, er konstante.

Eksempel på forskel i radiatorers effekt ved forskellige temperatursæt:

Fjernvarme:

Frem: 60°C, Retur: 35°C, Stuetemperatur: 20°C

Aritmisk middeltemperaturdifferens: (60+35)/2 - 20 = 27,5°C

Varmepumpe:

Frem: 50°C, Retur: 45°C, Stuetemperatur: 20°C

Aritmisk middeltemperaturdifferens: (50+45)/2 - 20 = 27,5°C

Lav testen derhjemme - kan du holde huset varmt med en varmepumpe?

Heldigvis er det relativt nemt at teste, om centralvarmesystemet kan holde dit hus varmt. Det er bedst at gøre det på en kold vinterdag - helt ideelt ved (-7°C).

Følg disse trin:

1. Skru alle radiatorer helt op, så der er fuldt flow på systemet, og hele radiatoren bliver udnyttet.
2. Hvis du kan, indstil pumpen til niveau tre, så du sikrer dig højt flow og lav ΔT.
3. Reguler fremløbstemperaturen så langt ned du kan, hvor du stadig har den temperatur, du ønsker i stuen. 

Se evt. denne arktikel, der hjælper med indreguleringen af en varmepumpe. 

Amalos varmegaranti

Ovenstående kan væren en mundfuld at forholde sig til. Derfor har vi hos Amalo forsøgt at gøre det nemt og sikkert at overlade ovenstående til os ved at tilbyde en varmegaranti. Hvis vi rammer uden for skiven, og du en kold januar morgen ikke kan holde varmen, og vi kan konstatere, at det er fordi varmepumpen ikke kan yde den nødvendige effekt, så opgraderer vi til kostpris. Dvs. du betaler forskellen mellem den varmepumpe, du har fået installeret, og den næste størrelse. På den måde kan du lave et omkostningsfrit valg, da omkostningerne til udskiftningen falder på os. 

Vi har med andre ord, et stort incitament til at give dig den rette varmepumpestørrelse.