För att förse en byggnads olika rum med värme behövs system för värmeförsörjning och distribution samt värmeväxlare för överföring av värme till enskilda rum och eventuellt till tilluften. Det behövs också system för styrning av dessa olika delar.
Exempel på system för värmeförsörjning där värmen alstras i själva byggnaden:
- Förbränning i egen panna (t.ex. med biobränsle)
- Omvandling av el i elpanna eller elradiatorer, där 1 kWhel ger 1 kWhvärme
- Omvandling av el i värmepump, där 1 kWhel ger flera kWhvärme
- Solvärme som komplement till annan värmeförsörjning
- (Solceller kan bidra med el till elpanna eller värmepump)
Värme kan också tillföras byggnaden från en central anläggning:
- Värmecentral som försörjer flera byggnader
- Fjärrvärme som försörjer ett helt, eller del av ett, samhälle
När man väljer system för värmeförsörjning är det viktigt att utgå från byggnadens behov och förutsättningar. Oftast finns det flera möjliga lösningar, men alternativen kan begränsas beroende på byggnadens egenskaper och läge, exempelvis av:
- Närhet till utbyggd fjärrvärme eller tillgång till biobränsle
- Avstånd till berggrund och bergart – Kan påverka möjlighet eller lämplighet att använda borrhål som värmekälla
- Om byggnaden är belägen i ett vattenskyddsområde – Kan innebära att det krävs tillstånd eller är förbjudet att anlägga en jord-, ytvatten- eller bergvärmepump
- Klimat – Kan påverka lämpligheten att använda uteluft som värmekälla
- Tomtstorlek – Påverkar framförallt möjligheten att använda jord som värmekälla
- Ny eller befintlig byggnad
- Byggnadstyp (fristående villa, radhus, flerbostadshus etc.)
- Ventilationslösning
Andra aspekter att ta hänsyn till vid val av försörjningssystem:
- Miljö och klimat- El eller värme respektive olika bränsleslag (biobränsle, fossilt bränsle) har olika stor inverkan på miljö och klimat
- Ekonomi – Olika lösningar har olika stor investeringskostnad och medför olika stor driftskostnad
När man ska byta värmeförsörjningssystem i en befintlig byggnad, till exempel installera eller byta ut en värmepump, är det viktigt att först fundera på och ta beslut om eventuella åtgärder som minskar byggnadens värmebehov. Om möjligt är det bra att först genomföra energibesparande åtgärder och därefter välja och installera det nya försörjningssystemet.
Även om detta genomförs i omvänd ordning bör dock hänsyn tas till hur värmebehovet kommer att se ut efter planerade åtgärder och dimensionering av system och produkter göras utifrån det nya behovet. Risken är annars att man i slutändan får ett mindre effektivt system.
Huvudsaklig källa till avsnittet: ”Byggnaden som system” av Enno Abel och Arne Elmroth, 2016
Läs mer om:
Distributionslösningar och rumsvärme
Värme för uppvärmning kan distribueras till byggnadens olika delar med vatten eller luft. De två distributionssätten i kombination med olika typer av värmare tas upp nedan.
Vid uppvärmning med elradiatorer behövs inget distributionssystem, eftersom värme då alstras direkt i rummet. I dessa så kallade direktelvärmda hus kan det vara (mer eller mindre) svårt att byta till uppvärmning som kräver ett distributionssystem. Ett alternativ för att minska elanvändningen kan då vara att installera en värmepump som hämtar energi från uteluften och tillför värme direkt till rummet (luft-luftvärmepump). Om planlösningen är något så när öppen, kan det resultera i att elbehovet för uppvärmning minskar med 30–50 procent.
Om huset från början har ett vattenburet system för värmedistribution är det enklare och finns större möjligheter att byta försörjningssystem, exempelvis från elpanna till fjärrvärme, biobränslepanna eller värmepump.
Vattenburen värme
System med cirkulerande vatten och radiatorer för rumsuppvärmning är mycket vanliga i både bostäder och lokaler i områden med kallt vinterklimat, exempelvis i stora delar av norra och centrala Europa. I Sverige är vattenburen värme med radiatorer helt dominerande i flerbostadshus och lokaler, men är även vanligt i småhus i kombination med olika typer av försörjningssystem (ex. egen panna, fjärrvärme, värmepump). Förutom en stor flexibilitet har det fördelarna att vara ett driftsäkert och i princip ljudlöst system med lång livslängd (40–50 år eller mer).
På radiatorerna sitter rumstermostater som anpassar värmeavgivningen efter det enskilda rummets värmebehov. Hur hög framledningstemperaturen (temperaturen på vattnet till radiatorerna) behöver vara beror av värmebehovet i rummet och radiatorns (eller annan rumsvärmares) storlek. Den kallaste temperaturen för orten blir dimensionerande för systemet. Vid denna temperatur ska radiatorn klara att värma rummet med en viss framledningstemperatur.
När utetemperaturen stiger avtar värmebehovet och i takt med detta sänks framledningstemperaturen. Idag sker det i stort sett alltid automatiskt med en reglerutrustning som reglerar framledningstemperaturen efter utetemperaturen (Abel & Elmroth, 2016).
Fram till mitten av 1970-talet dimensionerades radiatorsystem för 80 °C framledning, men idag dimensioneras de normalt för 60 °C eller lägre. Lägre temperaturer medför mindre värmeförluster i distributionssystemet.
I småhus har man från början av 1990-talet installerat golvvärme i relativt stor omfattning. För att komforten ska bli bra krävs en välisolerad klimatskärm.
När golvvärme installeras i hus med platta på mark, krävs kraftig isolering under plattan för att inte för mycket värme ska förloras genom plattan utan i hög grad tillföras rummet. Golvvärmesystem arbetar med lägre temperatur än radiatorsystemen, vilket är en fördel exempelvis i kombination med värmepumpar, då dessa har bättre effektivitet om de arbetar mot en lägre temperatur.
Luftburen värme
En annan lösning för rumsuppvärmning är att tillföra övertempererad ventilationsluft, det vill säga med en temperatur som är högre än rumstemperaturen.
Luftburen värme är det dominerande systemet i enbostadshus i stora delar av USA, men relativt ovanligt i Europa. Nackdelar är att det kan vara svårt att få ett luftburet system helt tyst och att det kräver mer underhåll än ett vattenburet system (Abel & Elmroth, 2016).
Nya småhus med mycket lågt värmebehov (s.k. lågenergihus) har vanligtvis ett ventilationssystem med frånluft, tilluft och värmeåtervinning. I dessa hus är värme från människor, apparater och solinstrålning tillräckligt för att täcka merparten av värmebehovet, men det krävs fortfarande viss uppvärmning när det är riktigt kallt ute. Detta värmebehov tillgodoses vanligen genom en elektrisk värmare i tilluften. Nackdelen med en central värmning av tilluften är att alla rum kommer att tillföras luft med samma temperatur, vilket kan ge problem med temperaturskillnader mellan olika rum.
Värmepumpar
Med en värmepump får man ut fler kWh värme än kWh tillförd el. Hur effektivt systemet är beror på många faktorer och energibesparing kommer att bero på bland annat typ av värmepump, produktens egenskaper, geografiskt läge, husets form och planlösning, byggnadstekniska egenskaper och egenskaper hos övriga tekniska system.
Vid val av värmepump är det därmed viktigt att utgå från det specifika huset. Hus har olika förutsättningar för installation av värmepump och värmepumpstyperna passar bättre eller sämre till olika hus. Nedan finns beskrivning av olika värmepumpstyper samt exempel på förutsättningar som gör ett hus särskilt lämpligt för respektive typ.
Bergvärmepump
I en bergvärmepump nyttjas värme som finns lagrad i berggrunden. För att kunna hämta den lagrade värmen borras ett eller flera djupa hål (energibrunnar) i berggrunden.
Borrhålens djup bestäms bland annat av husets energibehov och markens egenskaper. Om grundvattennivån är låg eller om berggrunden har sämre värmeledningsförmåga krävs ett djupare borrhål för samma värmeutbyte. Eftersom energiuttaget medför en viss avkylning av berget rekommenderas ett avstånd på minst 20 meter mellan två borrhål för att undvika termisk påverkan mellan borrhålen.
I borrhålet förs en dubbelvikt kollektorslang fylld med en blandning av vatten och köldbärarvätska ner. Köldbärarvätskan värms upp av grundvattnet och cirkulerar mellan värmepumpen och energibrunnen.
Vid konvertering från vattenburen el eller oljepanna till en bergvärmepump ligger besparingen av köpt energi mellan 65–75 procent.
Bergvärmepump är framför allt lämpligt för:
– Hus med något högre värmebehov
– Hus på tomt där det inte är alltför långt till berg och bergarten har en god värmeledningsförmåga
– Hus med vattenburet distributionssystem (i annat fall krävs konvertering)
Ytjordvärmepump
Ytjordvärmepumpen fungerar genom att man hämtar värmen ur ytjorden genom en kollektorslang som grävs ned i marken.
Slangens längd beror på värmebehov och på markens beskaffenhet, men det vanliga är att den är 200–600 meter lång. Därav krävs en tillräckligt stor tomtyta där kollektorslangen kan grävas ned. I slangen cirkulerar en blandning av vatten och frostskyddsvätska. Vätskan hämtar upp värmen ur marken och överför den till husets värmesystem. Ytjordvärme är lämpad för mark med hög vattenhalt men den ska inte vara vattenmättad.
Vid installation av ytjordvärme rekommenderas att be installatören om en karta över kollektorslangens placering i trädgården, vilket kan vara bra för framtida markarbeten. Notera även att det inte är möjligt att bygga något på marken där ytjordvärmeslangen finns nedgrävd.
Ytjordvärmepump är lämpligt för:
– Hus med något högre värmebehov
– Hus med vattenburet distributionssystem
– Tomt som tillåter nedgrävning av slang
Uteluftsvärmepumpar
Alla luftvärmepumpar tar värme ur uteluften och överför till huset. Det finns i huvudsak två typer av uteluftvärmepumpar. Den ena är luft-luftvärmepumpar som bara ger varmluft till huset. Den andra är luft-vattenvärmepumpar som kopplas till ett vattenburet system och ger både varmvatten och värme. Båda varianter består av en utomhus- och en inomhusdel.
Vid lägre temperaturer än cirka +5-7 °C måste utomhusdelen regelbundet avfrostas då isbildning uppstår på förångarbatteriet. I de flesta modeller sker detta automatiskt, men för att undvika isgata eller att skada husgrund och växter, är det viktigt att avfrostningsvattnet leds bort. Nyare värmepumpar har ofta en behovsstyrd avfrostning, vilket sparar energi jämfört med en tidsinställd.
Uteluftvärmepumpar finns i två huvudsakliga typer: luft-luftvärmepump och luft-vattenvärmepump. Båda varianterna har en utomhus- och en inomhusdel, men luft-luftvärmepumpen ger endast varmluft till huset medan luft-vattenvärmepumpen ger både värme och varmvatten genom att det kopplas till ett vattenburet system. Med en luft-luftvärmepump är det också svårt att täcka hela husets uppvärmningsbehov och en sådan behöver i regel kompletteras med annan uppvärmning. Ofta används luft-luftvärmepumpar för att sänka elanvändningen i hus med direktverkande el.
Luft-vattenvärmepump
Luft-vattenvärmepump har en lägre investeringskostnad än bergvärme och är ett bra alternativ i hus med något lägre värmebehov eller när borrning för bergvärme eller grävning för markvärme inte är praktiskt möjligt.
Luft-vattenvärmepump är framförallt lämpligt för:
– Hus med vattenburet distributionssystem
– Hus belägna i Syd- och Mellansverige
– Hus med ett lågt eller normalt behov av värme och varmvatten
Luft-luftvärmepump
Som tidigare nämnts passar luft-luftvärmepumpen bra i hus med direktverkande elvärme eftersom den inte kräver något distributionssystem.
Luft-luftvärmepumpen är mest lämplig i hus med öppen planlösning, då det möjliggör att varmluften kan cirkulera på ett effektivt sätt.
Luft-luftvärmepump passar för:
– Hus med direktverkande elvärme
– Hus med öppen planlösning
Frånluftsvärmepump
Frånluftsvärmepumpen tar tillvara den energi som finns i uppvärmd ventilationsluft som lämnar huset.
För att kunna installera en frånluftvärmepump krävs att huset har mekanisk ventilation. Då det finns en begränsad mängd energi att hämta ur frånluften är den här typen av värmepump endast lämplig i ett hus med relativt lågt energibehov.
Frånluftvärmepump är mest lämpligt för:
– Hus som har, eller där det är rimligt att installera, frånluftskanaler
– Hus med lågt behov av värme och varmvatten
Huvudsaklig källa till avsnittet: Energimyndigheten och SGU
Energimärkning
Vid inköp av ny värmepump, värmepanna, ackumulatortank mm. finns energimärkning som hjälp för att välja energieffektivt.
Skalan varierar beroende på produkt. Mer information finns att läsa på Energimyndighetens hemsida.
Exempel på energimärkning av värmepumpar
Energieffektivitetsklass för rumsuppvärmning på skalan A++ till G
Rumsuppvärmning symboliseras i form av ett element på energimärkningsetiketterna. Energieffektivitetsklassen för rumsuppvärmning visas på en skala från A++ till G, där A++ är effektivast.
Energieffektivitetsklass för varmvatten
Värmepumpar som även kan producera tappvarmvatten symboliseras med en vattenkran på energimärkningsetiketterna. Vid vattenkranen visas även vilken tapprofil värmepumpen är testad för och klarar. Tapprofil avser hur mycket varmvatten värmepumpen kan producera, vilket varierar från 3XS till XXL. Energieffektivitetsklassen för uppvärmning av vatten visas på en skala från A till G, där A är effektivast.
Huvudsaklig källa till avsnittet: Energimyndigheten