Innføring i luft til luft varmepumpens virkemåte :

Innledning

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.

Innhold

· Om effekt og energi

· Om boligens oppvarmingsbehov og varmepumpens dekning av dette

· Om COP og betydningen av denne

· Om lønnsomhet

· Om bransjen

· Om kjøp av varmepumpe

Om effekt og energi

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.

Om boligens oppvarmingsbehov og varmepumpens dekning av dette

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.

Om COP og betydningen av denne

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.

Om lønnsomhet

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.

(Eksemplene over er fiktive og kun ment for å illustrere sammenhengen).

Så det det koker ned til er:

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.

Om bransjen

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.

Om kjøp av varmepumpe

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