Dette dokument er skrevet parallelt med dokumentet Beregning af SCOP for varmepumper efter En14825, som uddyber SCOP måle- og beregningsteknisk.

Udført for Energistyrelsen af Pia Rasmussen, Teknologisk Institut Rikke Næraa, Energistyrelsen 14.februar 2011 Energimærkning og minimumskrav til energieffektivitet (ecodesign krav) for varmepumper Følgende dokument beskriver vedtaget og forventet fælles Europæisk lovgivning for luft/luft, luft/vand og væske/vand varmepumper. Desuden er der foretaget beregninger af SCOP for udvalgte varmepumper. SCOP er årsenergieffektiviteten (Seasonal COP), der benyttes som sammenligningsgrundlag i forordningerne under ecodesign direktivet. Resultaterne benyttes til at vurdere minimumskravene og energimærkningsskalaerne for de forskellige typer varmepumper i forhold kravene i det danske bygningsreglement BR10 og varmepumper på det danske marked. Dette dokument er skrevet parallelt med dokumentet Beregning af SCOP for varmepumper efter En14825, som uddyber SCOP måle- og beregningsteknisk. Varmepumper i ecodesign arbejdet EU's ecodesign arbejdet er grundlaget for udarbejdelse af både energimærknings skalaer og minimum energieffektivitetskrav (ecodesign krav) for en række energiforbrugende apparater, herunder også varmepumper. Ecodesign arbejdet er inddelt i en række lots, der dækker forskellige områder og er på forskellige stadier frem mod en formulering og vedtagelse af lovgivning på området. Forskellige varmepumpetyper er omfattet af forskellige lots, som er illustreret i følgende figur. Luft/vand Væskebaseret rumopvarmning Brugsvandsopvarmning Lot 1: Boilers Lot 2: water heaters Væske/vand Væskebaseret rumopvarmning Brugsvandsopvarmning Lot 1: Boilers Lot 2: water heaters Luft/luft Opvarmning + køling < 12 kw køling > 12 kw Opvarmning > 12 kw Lot 10: Residential room conditioning appliances Lot 6: Airconditioning and ventilation systems Lot 21: Central air heating products Væske/luft Opvarmning > 12 kw Lot 21: Central air heating products Figur 1: Oversigt over hvilke lots, der dækker de forskellige typer varmepumper 1

Umiddelbart er boligventilationsvarmepumper ikke dækket af disse lots. Figuren viser at i alt fem lots dækker varmepumper. Status for disse lots er: Område Status Implementering af første krav Lot 1: Boilers Forventet vedtagelse i 2012 Forventet 2014 Lot 2: Water heaters Forventet vedtagelse i 2012 Forventet 2014 Lot 6: Aircondition & ventilation Forstudie under udarbejdelse? Lot 10: Residential room conditioning Vedtaget og offentliggjort 1. jan. 2013 Lot 21: Central hot air heating Forstudie under udarbejdelse? Tabel 1: Oversigt over status på europæisk lovgivning af varmepumper Lot 1 om opvarmning af vand til samt kombineret rum- og brugsvandsopvarmning og lot 2 om opvarmning af brugsvand har været synkroniseret gennem arbejdsprocessen. Lot 6 og Lot 21 er endnu på et stadie, hvor der etableres datagrundlag til senere vurdering af lovgivningsmuligheder. Følgende beskrivelse vil fokusere på Lot 1 for væske/vand og luft/vand varmepumper og lot 10 for luft/luft varmepumper med ydelse under 12kW. Luft/luft varmepumper med ydelse 12kW Lovgivningen for luft/luft varmepumper med ydelse under 12kW blev vedtaget i foråret 2011 og vil træde i kraft fra 1.januar 2013. Lovgivningen omfatter både minimumskrav og energimærkning og dækker krav til både opvarmning og køling. Reglerne vil blive indført i flere trin over en årrække som vist i følgende figur. 1.jan 2013 1.jan 2014 1.jan 2015 1.jan 2017 1.jan 2019 1. Minimumskrav 2. Minimumskrav 1. Energimærke 2. Energimærke 3. Energimærke 4. Energimærke Figur 2: Tidsplan for indførsel af minimumskrav og energimærker for luft/luft varmepumper Minimumskravene i første og anden runde er vist i følgende figur. Som figuren viser, kan man opnå reducerede minimumskrav, hvis varmepumpen anvender særligt miljøvenlige kølemidler. 1.jan. 2013 SCOP SEER GWP>150 3,40 3,60 GWP 150 3,06 3,24 1.jan 2014 SCOP SEER SCOP SEER < 6 kw GWP>150 GWP 150 3,80 4,60 3,42 4,14 6-12 kw GWP>150 3,80 4,30 GWP 150 3,42 3,87 Figur 3: 1. og 2. Minimumskrav til energieffektivitet for luft/luft varmepumper. 2

For de fleste varmepumper betyder det, at de skal overholde en SCOP på 3,40 i 2013 og 3,80 i 2014. Tilsvarende indføres en række energiklasser baseret på SCOP værdierne. Disse vil være: A+++ A++ A+ A B C D E F G SCOP 5,10 4,60 SCOP < 5,10 4,00 SCOP < 4,60 3,40 SCOP < 4,00 3,10 SCOP < 3,40 2,80 SCOP < 3,10 2,50 SCOP < 2,80 2,20 SCOP < 2,50 1,90 SCOP < 2,20 SCOP < 1,90 SEER 8,50 6,10 SEER < 8,50 5,60 SEER < 6,10 5,10 SEER < 5,60 4,60 SEER < 5,10 4,10 SEER < 4,60 3,60 SEER < 4,10 3,10 SEER < 3,60 2,60 SEER < 3,10 SEER < 2,60 Figur 4: Skala for energimærkning af luft/luft varmepumper Frem til at ovenstående mærkning træder i kraft fungerer den gældende europæiske energimærkning baseret på effektiviteten i ét driftspunkt. For at opnå et A-mærke på den gamle skala, skal COP være over 3,6 i driftspunktet 7 C/20 C. I Danmark er der krav om, at luft/luft varmepumper, der installeres, skal være A-mærkede. Beregnede SCOP værdier for luft/luft varmepumper For at vurdere størrelsesordenen af energiklasserne og minimumskravene er der beregnet en SCOP værdi for en række varmepumper, der overholder kravene på Go Energi s 1 liste over luft/luft varmepumper. For luft/luft varmepumper benyttes på nuværende tidspunkt ikke en beregnet årseffektivitet. I stedet er Go Energi s krav defineret ved specifikke driftspunkter, som ses herunder. Temperaturen henviser til lufttemperatur på den kolde side (udetemperaturen), mens temperaturen på den varme side (indetemperaturen) er konstant 20 C. Temperatur Minimumskrav COP -7 C 2 C 2,5 2,8 7 C 3,6 Tabel 2: Minimumskrav ved diverse temperaturer for optagelse på Go Energi liste over energieffektive luft/luft varmepumper SCOP er beregnet for fem varmepumper, hvor der har været data tilgængelig for fire fuldlasttestpunkter (-15 C, -7 C, 2 C og 7 C) og to dellasttestpunkter (2 C og 7 C) målt ved ca. 50 % effekt. Værdierne fra disse testpunkter er interpolerede og ekstrapolerede til de værdier som SCOP beregningen kræver. Varmepumperne er frekvensregulerede og SCOP beregnes ved brug af interpolerede dellastvirkningsgrader baseret på de opgivne dellastpunkter. Beregningsteknisk antages det, at luft/luft varmepumperne alle er reversible, hvilket gør energiforbruget til diverse standby forbrug i SCOP beregningen minimalt, da antallet af timer i de forskellige driftssituationer er væsentligt mindre. Der er antaget et crankcase heater forbrug på 10W, et thermostat off forbrug på 2W 1 Go Energi er en uafhængig, offentlig organisation, som skal fremme effektiv brug af energi i husholdninger, det offentlige og erhvervslivet. 3

og et off forbrug på 1W for alle størrelser varmepumper, hvilket betyder maksimalt 0,2 % for SCOP værdien. Resultaterne af beregninger er vist i følgende tabel, hvor både SCOP værdien og det tilsvarende energimærke er vist. Som tidligere nævnt vil minimumskravet til SCOP være 3,4 i 2013 og 3,8 fra 2014 i den nye europæiske ordning. Navn SCOP VP1 4,12 VP2 4,13 VP3 4,05 VP4 3,92 VP5 3,99 Energimærke A+ A+ A+ A A Tabel 3: Beregnede SCOP værdier for fem varmepumper fra Go Energis liste over energieffektive luft/luft varmepumper Tendenser for minimumskrav og energimærkning af luft/luft varmepumper De fem udvalgte varmepumper har SCOP værdier omkring 4,0, hvor de kommende EU krav vil være henholdsvis 3,4 i 2013 og 3,8 fra 2014. Alle disse varmepumper vil således overholde både første og andet sæt EU minimumskrav for energieffektiviteten (ecodesign krav). Kravene på Go Energis liste er altså skrappere end de kommende ecodesign krav. Resultaterne viser ligeledes, at disse varmepumper vil ligge i toppen af A energiklassen eller bunden af A+ energiklassen. De fem udvalgte varmepumper i denne analyse repræsenterer de bedste varmepumper på det danske marked lige nu. Da flere af disse varmepumper ligger i A+, er der således plads til at belønne yderligere udvikling af energieffektiviteten for luft/luft varmepumper i fremtiden med endnu bedre energimærker. Et problem i den forbindelse er dog, at A+ først bliver tilgængelig i 2015 og A++ i 2017. Det betyder, at der reelt først er et incitament til at forbedre energieffektiviteten for disse varmepumper i 2017, hvor en sådan forbedring kan afspejles i energimærket. Design af energimærket for luft/luft varmepumper Som Figur 2 også beskriver, vil energimærket blive udrullet i fire versioner. Designet af de fire mærker vil være det samme bortset fra, at mærkningsskalaen vil blive flyttet hvert andet år. Første mærke vises i figur 5 på næste side. 4

Figur 5: Europæisk energimærke for luft/luft varmepum per pr. 1.jan. 2013 Det første energimærke vil have en skala fra A til G. Mærket viser energieffektiviteten for opvarmning i de tre klimazoner og for køling. Det er frivilligt at opgive energimærker for køling og for opvarmning i warmer og colder klimazonen. Mærket viser også støj fra indedelen og udedelen. Desuden viser mærket designydelsen i kw, beregnet SCOP og årligt energiforbrug for de tre klimazoner og for køling. Designydelse er varmebehovet ved designtemperaturen og er den samme som anvendes i SCOP beregningen (Average = -10 C, Colder = -22 C og Warmer = 2 C). Det betyder, at energimærket ikke blot bliver et redskab til at vurdere energieffektivitet af varmepumpen, men også kan bruges til at vælge en varmepumpe i den rigtige størrelse, hvilket kan være afgørende for den virkningsgrad forbrugeren i praksis vil opleve. De bedste varmepumper på det danske marked i dag, som er kvalificerede til A+, vil således kun kunne opnå et A-mærke frem til 2015. Fra 2015 til 2017 kan de på tilsvarende vis kun opnå A+ og fra 2017 til 2019 kan de kun opnå A++. Følgende figurer viser de følgende tre energimærker som introduceres hhv. 1. jan. 2015, 2017 og 2019. Figur 6: Energimærker for luft/luft varmepumper pr. 1. jan. 2015, 2017 og 2019. 5

Luft/vand varmepumper og væske/vand varmepumper Der er endnu ikke vedtaget fælles europæisk regulering for området dækket af Lot 1 Space heaters and combination heaters, hvor luft/vand og væske/vand varmepumper hører under. Der er dog udformet konkrete forslag og opdaterede dokumenter udsendt 2. februar, som er udgangspunktet for følgende. Det forventes, at reguleringen vedtages i løbet af 2012. Og at kravene bliver gældende to år efter vedtagelsen. Forventet implementering er vist i følgende figur. 2014 2016 1. Minimumskrav 2. Minimumskrav 1. Energimærke 2. Energimærke Figur 7: Forventet tidsplan for indførsel af minimumskrav og energimærker for luft/vand og væske/vand varmepumper Luft/vand og væske/vand varmepumper vil blive sammenlignet på tværs af opvarmningsteknologier og vurderes derfor efter samme energimærkningsskala som f.eks. oliefyr og gasfyr. Dog er der udformet en særlig mærkningsskala til varmepumper, der leverer varme til lav temperatur systemer, typisk gulvvarme. Det skyldes, at afgiver temperaturen spiller en særlig rolle for varmepumpernes energieffektivitet. Kravene er defineret for gulvvarme med en dimensionerende fremløbstemperatur på 35 C svarende til low temperature i standarden EN14825. Det bredt dækkende energimærke er beregnet til radiatorsystemer med dimensionerende temperatur på 55 C. Modsat den fælles energimærkningsskala sættes forskellige ecodesign krav til henholdsvis kedler til olie og gas, varmepumper til radiatorsystem, varmepumper til gulvvarme og endelig til elektriske kedler. I følgende analyse fokuseres på bygningsopvarmning alene og ikke på opvarmning af varmt brugsvand. Oplægget til ny EU regulering giver mulighed for at energimærke kombineret brugsvands- og rumopvarmning. For at kunne sammenligne på tværs af de forskellige teknologiers energi input benyttes en energieffektivitetsfaktor for rumopvarmning kaldet Seasonal space heating energy efficiency, som sammenligningsgrundlag (kaldet η s i figurerne). Faktoren beskriver varmeudbyttet i forhold til energiinputtet. For elektricitet som input benyttes en omregningsfaktor kaldet primary energy factor (PEF) på 2,5, hvor den beregnede SCOP divideres med denne værdi ud fra en antagelse om, at det kræver 2,5 energienhed primært brændsel at producere 1 energienhed elektricitet. Ecodesign minimumskravene er vist i figur 8 på følgende side. 6

55 C 35 C 2014 SCOP ηs SCOP ηs 2,25 90 % 2,88 115 % 2016 SCOP ηs SCOP ηs 2,50 100 % 3,13 125 % Figur 8: 1. og 2. Minimumskrav til energieffektivitet for luft/vand og væske/vand varmepumper Tilsvarende indføres en række energiklasser baseret på SCOP værdierne. Til venstre ses energiklasser for radiatorvarme og til højre for gulvvarme (low temperature). A+++ SCOP > 3,75 A++ 3,13 SCOP < 3,75 A+ 2,45 SCOP < 3,13 A 2,25 SCOP < 2,45 B 2,05 SCOP < 2,25 C 1,88 SCOP < 2,05 D 0,93 SCOP < 1,88 E 0,85 SCOP < 0,93 F 0,75 SCOP < 0,85 G SCOP < 0,75 ηs > 150 % 125 % ηs < 150 % 98 % ηs < 125 % 90 % ηs < 98 % 82 % ηs < 90 % 75 % ηs < 82 % 37 % ηs < 75 % 34 % ηs < 37 % 30 % ηs < 34 % ηs < 30% A + SCOP > 4,38 ηs > 175 % A++ 3,75 η SCOP 150 s % < 4,38 175 % A+ 3,08 η SCOP 123 s % < 3,75 150 % A 2,88 η SCOP 115 s % < 3,08 123 % B 2,68 η SCOP 107 s % < 2,88 115 % C 2,50 η SCOP 100 s % < 2,68 107 % D 1,55 η SCOP 62 % s< < 100 2,50 % E 1,48 η SCOP 59 % s < 1,55 62 % F 1,38 η SCOP 55 % s < 1,48 59 % G SCOP < 1,38 ηs< 55 % Figur 9: Skala for energimærkning af luft/vand og væske/vand varmepumper for hhv. 55 C(venstre) og 35 C(højre). Det skal tilføjes, at der er to korrektionsfaktorer, som spiller ind på beregningen af η s i forhold til SCOP. For varmepumper fratrækkes 3% på grund af temperaturregulering. For væske/vand varmepumper alene fratrækkes yderligere 5% på grund af energiforbrug til jordvarmepumpen. Det betyder, at beregningen af η s sker således: For luft/vand varmepumper: For væske/vand varmepumper: Korrektionsfaktorerne er ikke medtaget i SCOP på figur 9. for at beregne den korresponderende SCOP skal der for luft til vand varepumper lægges 0,075 til SCOP angivet i skemaet, for væske til vand varmepumper skal tillægges 0,075 plus 0,125. Størrelsesordenen af disse krav og energimærkningsskalaer vurderes ved at beregne SCOP værdier for udvalgte varmepumper, der opfylder de danske krav i bygningsreglement fra 2010 (BR10 krav). BR10 kravene er baseret på en normeffektfaktor (NEF), som beregnes ud fra fire eller fem fuldlasttestpunkter. I det følgende gennemgås beregninger og resultater for hhv. luft/vand og væske/vand varmepumper og for hhv. radiator og gulvvarme. Værdierne til beregningerne er interpolerede og ekstrapolerede, da normeffektfaktoren er baseret på andre testpunkter end SCOP. Der er antaget et crankcase heater forbrug på 15W, et thermostat off forbrug på 2W og et off forbrug på 1W for alle størrelser varmepumper. Disse forbrug vil spille en større rolle i de små varmepumper i forhold 7

til de store. F.eks. betyder det forringelse af SCOP på ca. 1,3 % for en varmepumpe med nominel effekt på 6kW, mens standby forbrug for en varmepumpe på 13kW betyder en forringelse af SCOP på ca. 0,5 % Desuden er beregningerne baseret på fuldlastdata i henhold til beregningsmetoden. Udføres dellast test for frekvensregulerede varmepumper vil SCOP værdierne ligge lidt højere. Der henvises til dokumentet Beregning af SCOP for varmepumper efter En14825 for nærmere uddybning af SCOP beregningsmetoden. Luft/vand varmepumper SCOP beregningsresultater Testpunkterne for beregning af henholdsvis normeffektfaktoren og SCOP værdier for radiatorvarme og gulvvarme er vist i følgende tabel. For et generelt overblik over testpunkter, hvor også Warmer og Colder klimaprofilerne vises, henvises til bilag 1 i Beregning af SCOP for varmepumper efter En14825. Testpunkter normeffektfaktor Testpunkter SCOP 55 C reference (radiator) Testpunkter SCOP 35 C reference (gulvarme) 7/45 C -7/52 C -7/34 C 2/45 C 2/42 C 2/30 C 7/35 C 7/36 C 7/27 C 2/55 C 12/30 C 12/24 C -7/55 C Tabel 4: Testpunkter til brug for beregning af normeffektfaktor og SCOP værdier for luft/vand varmepumper. Resultater luft/vand 55 C Radiatorvarme Energistyrelsens varmepumpeliste indeholdt i december 2011 ca. 170 luft/vand varmepumper. Der er udvalgt ni varmepumper fra denne liste, som alle ligger lige over eller lige under bygningsreglementets krav til energieffektivitet. BR10 kræver en normeffektfaktor over 2,7 (η s =108%) pr. 1.januar 2012. I tabellen herunder er vist normeffektfaktor og beregnet SCOP for varmepumperne. Da EU regulering for denne type varmepumpe baserer sig på energieffektivitet, er seasonal space heating energy efficiency (η s ) også vist i tabellen. Navn Kapacitet 7/45 Optimal Pdesign h Normeffekt faktor(nef) Beregnet SCOP* Energi effektivitet (η s ) SCOP/NEF Forventet Energiklasse VP1 4.00 4.2 2.74 2.68 107% 98% A+ VP2 5.45 6.1 2.75 2.65 106% 97% A+ VP3 5.94 6.7 2.66 2.73 109% 103% A+ VP4 6.25 6.7 2.72 2.67 107% 98% A+ VP5 6.35 7.0 2.67 2.69 108% 101% A+ VP6 7.60 7.8 2.61 2.51 100% 96% A+ VP7 13.15 15.6 2.79 2.80 112% 101% A+ VP8 14.60 15.7 2.74 2.75 110% 100% A+ VP9 15.10 16.0 2.89 2.97 119% 103% A+ Tabel 5: SCOP beregningsresultater for luft/vand varmepum per med 55 C dimensionerende fremløbstemperatur; radiatorvarme * SCOP værdien er beregnet ud fra η s, hvor korrektionsfaktoren på 3 procentpoint er indeholdt. 8

Resultaterne herover har en relativ lille usikkerhed, da testværdierne fra normeffektfaktoren ligger i samme temperaturområde som værdierne, der benyttes i SCOP beregningen. Kun punktet 12/30 C ligger uden for de tilgængelige testpunkter fra normeffektfaktor testen. Men, da varmebehovet er faldende med stigende temperaturer antages det, at dette punkt har en perifer betydning for størrelsen af SCOP. Resultaterne viser en stor overensstemmelse mellem beregnet værdi for normeffektfaktoren og beregnet SCOP værdi. Det illustreres i sidste søjle, hvor beregnet SCOP er divideret med normeffektfaktoren. SCOP/NEF forholdet indikerer, at den europæiske SCOP beregningsmetoden repræsenterer varmepumpedrift under danske forhold lige så godt som den eksisterende danske normeffektfaktor. Omregnes de gældende danske BR10 krav til energieffektivitet (η s ), svarer det til et krav til η s på 108 %. Dette krav vil blive strammet senest i 2015 med et nyt bygningsreglement. EUs minimumskrav for både 2013 (90%) og 2015 (100%) ligger altså et stykke under de danske krav. Ligeledes ses det, at varmepumperne fra den danske liste(2011) alle vil opnå A+ energimærkning. Resultater luft/vand 35 C Gulvvarme BR10 kræver en normeffektfaktor(nef) på 3,2 (η s =128%) for gulvvarme. Der er beregnet SCOP værdier for samme ni luft/vand varmepumper som i forrige afsnit. De udvalgte varmepumper har normeffektfaktorer, der ligger lidt højere end BR10 kravet. Resultaterne ses i følgende tabel. Navn Kapacitet 7/45 Optimal Pdesignh Normeffekt faktor (NEF) Beregnet SCOP* Energi effektivitet ((η s )) SCOP/NEF Forventet Energiklasse VP1 4.00 5.00 3.54 3.82 153% 108% A++ VP2 5.45 7.0 3.26 3.14 125% 96% A+ VP3 5.94 7.5 3.39 3.47 139% 102% A+ VP4 6.25 7.7 3.20 3.50 140% 109% A+ VP5 6.35 8.2 3.40 3.53 141% 104% A+ VP6 7.60 9.2 3.08 3.38 135% 110% A+ VP7 13.15 16.8 3.37 3.54 142% 105% A+ VP8 14.60 17.3 3.40 3.53 141% 104% A+ VP9 15.1 19.1 3.62 3.88 155% 107% A++ Tabel 6: SCOP beregningsresultater for luft/vand varmepum per med 35 C dimensionerende fremløbstemperatur; gulvvarme * SCOP værdien er beregnet ud fra η s, hvor korrektionsfaktoren på 3 procentpoint er indeholdt. Resultaterne for gulvvarme luft/vand har en større grad af usikkerhed end for radiatorvarme, da testværdierne fra normeffektfaktoren er målt ved højere temperaturer end de fleste af værdierne, der benyttes i SCOP beregningen. Det vil sige, at der er benyttet en vis grad af ekstrapolation, som giver større usikkerhed. Desuden varierer testværdierne på både den varme og den kolde side af varmepumpen, som nødvendiggør inter- og ekstrapolation på begge værdier. For 35 C bliver SCOP ca. 5 % højere end normeffektfaktoren beregnet for gulvvarme, men der er stadig god overensstemmelse mellem de to beregninger. Forskellen kan skyldes både forskelle i beregningsmetoderne for hhv. gulvvarme og radiatorvarme og usikkerheden på ekstrapolationerne. 9

Omregnes de gældende danske BR10 krav til energieffektivitet, svarer det til et krav på 128 %, kravet strammes ligeledes senest i 2015. Resultaterne viser, at EUs ecodesign krav for 2014 på 115 % ligger under de danske BR 10 krav, mens kravene fra 2016 på 125 % svarer krav i BR10. Også i forhold til gulvvarme vil otte varmepumper opnå energimærket A+ mens en enkelt vil opnå A++. Væske/vand varmepumper SCOP beregningsresultater Testpunkterne for beregning af henholdsvis normeffektfaktoren og SCOP værdier for væske/vand varmepumper ved radiatorvarme og gulvvarme er vist i følgende tabel. En udvidet oversigt kan ses i bilag 1 i Beregning af SCOP for varmepumper efter En14825. Testpunkter normeffektfaktor Testpunkter SCOP 55 C reference (radiator) Testpunkter SCOP 35 C reference (gulvarme) 0/45 C 0/52 C 0/34 C 0/35 C 0/42 C 0/30 C 0/55 C 0/36 C 0/27 C -5/55 C 0/30 C 0/24 C Tabel 7: Testpunkter til brug for beregning af normeffektfaktor og SCOP værdier for væske/vand varmepumper. Resultater væske/vand 55 C Radiatorvarme Energistyrelsens varmepumpeliste indeholdt i december 2011 ca. 360 væske/vand varmepumper. Herfra er udvalgt ni varmepumper, som alle ligger tæt ved bygningsreglementets krav til energieffektivitet. I BR10 kræves pr. 1.januar 2012 en normeffektfaktor NEF over 2,8 (η s = 112 %) for væske/vand varmepumper med ydelse mellem 3kW og 6kW og en normeffektfaktor over 3,0 (η s = 120 %) for varmepumper med ydelse over 6 kw. Resultaterne ses i følgende tabel. Navn Kapacitet 0/45 Optimal Pdesignh Normeffekt faktor (NEF) Beregnet SCOP Energi effektivitet ((η s )) SCOP/NEF Forventet Energiklasse VP1 5.30 6.7 2.96 2.98 119 % 101 % A+ VP2 5.49 7.0 2.92 2.97 119 % 102 % A+ VP3 7.25 9.2 2.99 2.99 120 % 100 % A+ VP4 7.40 9.4 3.33 3.37 135 % 101 % A++ VP5 7.80 10.0 3.40 3.43 137 % 101 % A++ VP6 8.30 10.5 2.98 3.03 121 % 102 % A+ VP7 8.59 10.7 3.02 3.08 123 % 102 % A+ VP8 9.24 11.5 3.10 3.16 126 % 102 % A++ VP9 9.41 11.9 3.03 3.17 127 % 105 % A++ Tabel 8: SCOP beregningsresultater væske/vand varmepum per med 55 C dimensionerende fremløbstemperatur; radiatorvarme * SCOP værdien er beregnet ud fra η s, hvor korrektionsfaktorer på i alt 8 procentpoint er indeholdt. Resultaterne herover har en relativ lille usikkerhed, da testværdierne for normeffektfaktoren ligger i samme temperaturområde som værdierne, der benyttes i SCOP beregningen. Desuden benytter tre ud af fire af normeffektfaktor testpunkterne 0 C på den kolde side, som SCOP data også er baseret på. Der bliver således fortrinsvis interpoleret på værdierne i forhold til temperaturen på den varme side, hvilket 10

begrænser usikkerheden. Punktet 0/30 C ligger lidt lavere end det laveste normeffektfaktor testpunkt (som er 0/35 C), men her gælder, at dette punkt kun har indflydelse på en meget lille andel af årsforbruget og derfor spiller en perifer rolle. Igen ses en stor overensstemmelse mellem SCOP og normeffektfaktoren, SCOP er ca. 2 % bedre end normeffektfaktoren. Den større virkningsgrad for væske/vand varmepumper i forhold til luft/vand varmepumper, som ses på normeffektfaktorkravene NEF, ses altså tilsvarende for de beregnede SCOP værdier. Gældende danske BR10 krav for væske/vand svarer til krav til energieffektivitet (η s ) på hhv. 112% og 120%. Hvilket er betydelig højere end EU s ecodesign krav, som vil være 90% i 2014 og 100% i 2016. Kravene i bygningsreglementet skærpes ligeledes senest 2015. Da væske/vand varmepumper er mere effektive end luft/vand varmepumper, ligger de beregnede energi effektiviteter (η s ) for de udvalgte pumper på mellem 119% og 137%, hvilket er væsentlig højere end EU s ecodesign krav på 90% i 2014 hhv. 100% i 2016. Det ses også af tabel 8, at fem ud af de ni varmepumper vil ligge i A+, mens fire varmepumper opnår A++. Resultater væske/vand 35 C Gulvvarme I BR10 kræves pr. 1.januar 2012 en normeffektfaktor over 3,6 (η s =144%) for væske/vand varmepumper mellem 3kW og 6kW og 3,7 (η s =148%) for varmepumper over 6 kw. Der er beregnet SCOP værdier for samme ni væske/vand varmepumper som i forrige afsnit. Resultaterne ses i følgende tabel. Navn Kapacitet 0/45 Optimal Pdesignh Normeffekt faktor Reference SCOP Energi effektivitet (EE) SCOP/NEF Forventet Energiklasse VP1 5.30 7.3 3.70 3.78 151 % 102 % A++ VP2 5.49 7.3 3.71 3.82 153 % 103 % A++ VP3 7.25 9.4 3.65 3.69 147 % 101 % A+ VP4 7.40 9.5 4.08 4.12 165 % 101 % A++ VP5 7.80 9.8 4.23 4.32 173 % 102 % A++ VP6 8.30 10.8 3.78 3.87 155 % 102 % A++ VP7 8.59 11.6 3.93 4.06 163 % 103 % A++ VP8 9.24 12.0 3.85 3.95 158 % 103 % A++ VP9 9.41 12.3 4.03 4.24 170 % 105 % A++ Tabel 9: SCOP beregningsresultater for væske/vand varmepumper med 55 C dimensionerende fremløbstemperatur; gulvvarme * SCOP værdien er beregnet ud fra η s, hvor korrektionsfaktorer på i alt 8 procentpoint er indeholdt. Resultaterne for gulvvarme væske/vand har ligeledes en større grad af usikkerhed end for radiatorvarme væske/vand, da testværdierne fra normeffektfaktoren er foretaget ved højere temperaturer end de fleste af værdierne, der benyttes i SCOP beregningen. Der ses igen god overensstemmelse mellem normeffektfaktoren og SCOP beregningen, hvor SCOP værdien bliver ca. 1-5 % højere end normeffektfaktoren. 11

De danske krav i BR10 svarer omregnet til energieffektivitet (η s ) til 144 % (3-6kW) og 148 % (>6kW). BR10 kravene er også her betydelig skrappere end EU s ecodesign krav som for væske/vand gulvvarme er 115 % i 2014 og 125 % i 2016. Som sagt skærpes kravene i bygningsreglementet senest i 2015. I tabel 9 ses, at varmepumpernes energieffektiviteter ligger fra 147 % til 170 %, hvilket er betydelig højere end EU s ecodesignkrav både for 2014, hvor kravet er 115 % og i 2016 hvor kravet er 125 %. Ligeledes ses, at otte ud af de ni varmepumper vil opnå energimærket A++, mens en enkelt vil opnå A+. Forventet design af energimærker I udkastet til energimærkning sendt i intern høring i EU kommissionen i februar 2012 lægges op til, at energimærket indføres i to step, hvor A+++ klassen først indføres fire år efter at reguleringen træder i kraft. De første energimærker, der indføres 2 år efter ikrafttrædelse vil gå fra A++ til G, mens energimærket der indføres 4 år efter går fra A+++ til D. Der vil være to forskellige energimærker et som viser effektiviteten ved både radiatoropvarmning og gulvvarme og et som benyttes til varmepumper, der kun kan levere lavtemperaturvarme. Energimærket til venstre viser energiklassen for henholdsvis radiatoropvarmning og opvarmning via gulvvarme. Desuden vises varmeydelsen inklusiv elektrisk backup ved designtemperaturen for de forskellige klimazoner i boksen nedenunder. Dette tal afspejler varmebehovet brugt i beregningerne ved dimensionerende udetemperatur i den givne klimazone. De viste varmeydelser kan blive en dimensionerings-parameter, idet forbrugeren kan søge efter varmepumpe ydelser, der matcher kundens behov. I tidligere forslag til designet af dette energimærke, blev energieffektiviteten η s vist i samme boks. Ligesom der på energimærket for luft/luft varmepumper vises energieffektiviteten (som SCOP værdi) og forventet årligt energiforbrug. Denne information giver forbrugeren mulighed for at vurdere forskellige varmepumper inden for samme energiklasse. Det er særligt vigtigt i forhold til varmepumper, da energiklasserne (A til A+++) er store. Der er ca. 25-40 procentpoint mellem de dårligste og de bedste produkter inden for samme energimærkningsklasse. 12

Energimærket viser også lydniveauet fra henholdsvis indedelen og udedelen. Figur 10: Første energimærke for luft/vand og væske/vand varmepumper til radiatoropvarmning og gulvvarme. Hvis varmepumpen kun kan producere lavtemperaturvarme (gulvvarme) bruges energimærket til venstre. Figur 11: Første energimærke for luft/vand og væske/vand varmepumper alene til lavtemperatur opvarmning (gulvvarme). To år senere indføres energimærkerne vist herunder. Figur 12: Andet energimærke for luft/vand og væske/vand varmepumper og til gulvvarme alene. Tendenser for ecodesign krav og energimærkning af luft/vand og væske/vand varmepumper Herunder opsummeres sammenligningen af krav i den danske lovgivning (BR10), ecodesign krav og beregnede energieffektiviteter for varmepumper fra Energistyrelsens varmepumpe lister i december 2011. I tabel 10 ses ecodesign krav og danske minimumskrav, samt intervallet for de beregnede energieffektiviteter for varmepumper fra Energistyrelsens lister. For varmepumper til væskebaserede varmefordelingsanlæg, viser tabellen, at de forslåede ecodesign krav er lavere end både de danske krav til energieffektivitet (BR10 krav) og de beregnede værdier for varmepumper på Energistyrelsens varmepumpe lister. Dertil forventes, som nævnt, en stramning af de danske krav senest i 2015 med det nye 13

bygningsreglement. 14

ecodesign krav (η s ) BR 10 krav pr. 1.1 2012 (η s ) Beregnet for varmepumper på energistyrelsens liste (december 2011) η s 2014 2016 3-6kW >6kW Laveste højeste Luft/vand (55 C ) 90 % 100 % 108 % 108 % 106 % 119 % Luft/vand (35 C) 115 % 125 % 128 % 128 % 125 % 155 % væske/ vand (55 C) 90 % 100 % 112 % 120 % 119 % 137 % væske/vand (35 C) 115 % 125 % 143 % 148 % 147 % 170 % Tabel 10 oversigt over effektiviteter for BR og ecodesign krav og beregnede værdier for effektiviteten for varmepumper på Energistyrelsens varmepumpelister 2011 Forskelle i energieffektivitet for radiatorvarme og gulvvarme Beregningerne viser ligeledes, at energieffektiviteten ligger henholdsvis omkring 30 procentpoint højere for gulvvarme end for radiatordrift for samme pumper. Tilsvarende ecodesign krav og mærkningsskalaer ligger kun 25 procentpoint højere. Det betyder, at varmepumper til gulvvarmedrift vil få lettere ved at klare ecodesign kravene. Samtidig opnår varmepumperne i de fleste tilfælde en energiklasse højere ved gulvvarmedrift end ved radiatordrift. Generelt konkluderes, at ecodesignkrav for varmepumper vil have en begrænset effekt på det danske marked. Generelt om Energimærkerne og energimærkningsskalaen Energimærkningsskalaen i figur 9 viser, at varmepumper kun vil strække sig over treforskellige energimærkningsklasser. To til fire år efter regulativets ikrafttræden er det muligt at opnå A, A+ eller A++ og efter fire år er det muligt at opnå A+, A++ eller A+++. Årsagen er, at EU s ecodesign krav afskærer alle klasser under A to år efter ikrafttræden og alt under A+ afskæres fire år efter ikrafttræden. Da der kun er tre aktive energimærkningsklasser for varmepumper, bliver muligheden for at differentiere sig væsentlig mindre for de enkelte produkter inden for samme teknologi. Begrænsningen i antallet af energiklasser til varmepumper er en logisk konsekvens af, at EU kommissionen foreslår en fælles energimærkningsskala for alle teknologier bortset fra lavtemperatur varmepumper. Lavtemperatur varmepumperne justeres dog i forhold til den overordnede mærkningsskala, hvorved situationen bliver den samme for disse. Alle teknologier skal vises på samme skala, hvilket betyder, at hver teknologi kun har få klasser til rådighed, da forskel i effektiviteten (η s ) fra teknologi til teknologi er stor og knapt overlappende. For eksempel har elektriske kedler en η s omkring 30-40 %, mens varmepumpernes η s generelt ligger fra 100 % til over 175 %. 15