Naturgasfyret kedel kontra elvarmepumpe. Projektrapport Juli 2005

Naturgasfyret kedel kontra elvarmepumpe Projektrapport Juli 2005

Naturgasfyret kedel kontra el-varmepumpe Bent Karll Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2005

Titel : Naturgasfyret kedel kontra elvarmepumpe Rapport kategori : Projektrapport Forfatter : Bent Karll Dato for udgivelse : 13.07.05 Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : 727.33; H:\727\33 El-varmepumper\Slutrapport\Rapport-Final.doc Sagsnavn : Naturgasfyret kedel kontra elvarmepumpe ISBN : 87-7795-312-6 For ydelser af enhver art udført af Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) gælder: at DGC er ansvarlig i henhold til Almindelige bestemmelser for teknisk rådgivning & bistand (ABR 89), som er vedtaget for opgaven, med mindre andet aftales skriftligt. at erstatningsansvaret for fejl, forsømmelser eller skader over for rekvirenten eller tredjemand gælder pr. ansvarspådragende fejl eller forsømmelse. Ansvaret er dog altid begrænset til maksimum 100% af det vederlag, som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte overstige DGC s hæftelse. at DGC skal - uden begrænsning - omlevere egne ydelser i forbindelse med fejl, mangler og forsømmelser i DGC s materiale. Dette gælder dog ikke længere end 5 år fra opgavens udførelse. at rekvirenten er ansvarlig for, at de iht. lov gældende sikkerheds- og arbejdsmiljøregler hos rekvirenten kan overholdes af DGC i forbindelse med opgavens udførelse. Såfremt DGC må standse, afbryde og/eller udsætte en opgave, fordi disse regler ikke kan overholdes, må rekvirenten bære DGC s eventuelle ekstraomkostninger i forbindelse hermed. Marts 2000

DGC-rapport 1 Indholdsfortegnelse Side 1 Formål... 2 2 Teknologier... 3 2.1 Naturgaskedel... 3 2.2 Varmepumpeanlæg... 4 2.3 Den tekniske udvikling... 5 3 Varmebehov... 6 3.1 Varmt brugsvand... 6 3.2 Rumvarme... 7 4 Forsyningsnet... 10 4.1 Tilslutningspligt og forblivelsespligt... 10 4.2 Beslutning om tilslutningspligt... 11 4.3 Tilslutningsafgift og selskabsøkonomi... 11 5 Privatøkonomi for et enfamiliehus på 130 m 2... 14 6 Samfundsøkonomi... 18 7 Konklusion... 20 8 Bilag... 22 8.1 Bilag 1. Om Varmepumper... 22 8.2 Bilag 2. Beskrivelse af teknologien bag varmepumpen... 32 8.3 Bilag 3. Positivliste over systemgodkendte varmepumper... 39 8.4 Bilag 4. Teknologikataloget 2004 (Udkast)... 45 8.5 Bilag 5. Handlingsplan for en fornyet energispareindsats... 46 8.6 Bilag 6. Energimærkning af gasfyrede villakedler... 47 8.7 Bilag 7. Energimærkede kedler... 50 8.8 Bilag 8. Tilslutningspligt og forblivelsespligt... 54 8.9 Bilag 9. Beregningseksempler... 58 8.9.1 Beholder 60 l. Bad med kar... 58 8.9.2 Beholder 100 l. Bad med kar... 59 8.9.3 Beholder 60 l. Bad uden kar... 60 8.9.4 Beholder 100 l. Bad uden kar... 61

DGC-rapport 2 Forord DGC er blevet anmodet om at foretage en udredning af forholdet mellem naturgasfyret kedel og elvarmepumpe af Fagudvalget for Gasanvendelse og Installationer (FAU GI). Fagudvalget er en del af Gasselskabernes Samarbejde om Drift og Teknik, og har deltagelse af gasselskaber og myndigheder med tæt tilknytning til naturgasbranchen. Udredningen er gennemført på grundlag DGC s tekniske viden og erfaring, samt tilgængelig information på Internettet om energipolitikken og om varmepumpeteknologi. Der er modtaget information fra Claus Schøn Poulsen, Teknologisk Institut og Mogens West, NESA samt fra naturgasdistributionsselskaberne. Undersøgelsen omfatter en fremskrivning af varmebehov og teknologisk udvikling, og den behandler både tekniske, økonomiske og miljømæssige aspekter. Rapporten udgives i papirudgave og i elektronisk form på DGC s hjemmeside (www.dgc.dk). Hørsholm, august 2005 Bent Karll Projektleder Per G. Kristensen Afdelingschef

DGC-rapport 3 1 Formål Formålet er at kortlægge konkurrencesituationen på privatmarkedet for naturgasfyrede kedler og eldrevne varmepumper, dels ved at belyse lovgivningen om etablering af eldrevne varmepumper, og dels ved at beskrive de tekniske og økonomiske forhold for de to opvarmningsteknologier. Perspektivet for teknologierne i forhold til fremtidens behov for boligopvarmning belyses. I denne undersøgelse er det valgt at behandle varmepumpeanlæg af væske/vandtypen. Dette anlæg kan direkte sammenlignes med et anlæg med en kondenserende naturgasfyret kedel, idet der i begge tilfælde benyttes et vandbåret system i huset. Luft/luftanlæg er beskrevet, men er ikke medtaget i sammenligningen, selvom disse anlæg har opnået en vis udbredelse hos elvarmekunder. Det skyldes, at der grundlæggende fortsat er tale om elvarme. Luft/luft varmepumpen er kun et supplement eller en delkonvertering af elvarmen. Den egner sig ikke til opvarmning af varmt brugsvand, eller som eneste varmekilde, idet det vil forudsætte et fordyrende fordelingssystem til alle husets rum. 2 Teknologier 2.1 Naturgaskedel En naturgaskedel kaldes kondenserende, når røgen afkøles så meget, at en del af vanddampen kondenserer i varmeveksleren og herved afgiver nyttig varme. For kondenserende gaskedler kan opnås virkningsgrader over 100 % beregnet ud fra brændslets nedre brændværdi. Der findes en mærkningsordning for gaskedler, som administreres af Dansk Gasteknisk Center. Mærkningen er beskrevet i bilag 6, og der findes en liste over mærkede kedler som bilag 7. Dansk Energi Brancheforening udarbejder på grundlag af oplysninger fra gasselskaberne løbende statistikker for antallet af installerede gaskedler under 135 kw.

DGC-rapport 4 Det samlede antal af installerede gaskedler i Danmark i 2004 var 20.000. Udskiftningsmarkedet nåede 11.000, svarende til en stigning på knapt 15 % i forhold til 2003, og antallet af nyinstallationer var uændret 9.000. Andelen af kondenserende kedler har været stigende fra år til år og udgjorde 72 % af markedet i 2004. Det er den kondenserende kedeltype, der er valgt til sammenligning med varmepumpeanlæggene. 2.2 Varmepumpeanlæg Varmepumpeanlæg karakteriseres ved varmeoptagersystemet og varmeafgiversystemet: 1. I væske/vandanlæg er varmeoptageren en væske, der optager varmen fra f.eks. jorden og leverer varmen til varmepumpen. Fra varmepumpen afgives varmen via et varmeafgiversystem til rumopvarmning og til opvarmning af varmt brugsvand. Varmeafgiversystemet består normalt af et radiatoranlæg og en varmtvandsbeholder. 2. I luft/vandanlæg optages varmen fra udeluften og afgives igen i et afgiversystem i lighed med væske/vandanlægget. 3. I luft/luftanlæg er både varmeoptageren og varmeafgiveren luft. 4. Luft/brugsvand og luft betegner anlæg, hvor varmeoptageren er luft og varmen afgives til opvarmning af brugsvand og luft. De forskellige typer og deres teknologi er nærmere beskrevet i bilag 1 og 2. Der findes en positivliste over systemgodkendte varmepumper, samt en vejledning til listen i bilag 3. I listen er alle varmepumper og klimaanlæg angivet med henholdsvis producent/leverandørdata, oplysninger om anlægskarakteristika og ydelse og virkningsgrader i henhold til gældende standarder. I de fleste tilfælde er der tale om producentopgivelser, hvilket betyder, at der ikke nødvendigvis ligger en egentlig prøvning til grund for opgivelserne. Tallene kontrolleres dog af sekretariatet.

DGC-rapport 5 2.3 Den tekniske udvikling Der forventes ikke højere nyttevirkning for kondenserende kedler i de kommende år. Derimod forventes nye teknologier at komme til, bl.a. arbejdes der med udvikling af naturgasfyrede absorptionsvarmepumpe. Denne teknologi indgår dog ikke i denne udredning, som er afgrænset til kedler. Kondenserende kedler når typisk en årsnyttevirkning på 98-100 % (se liste over energimærkede kedler på www.dgc.dk) for et gennemsnitshus med et varmeanlæg dimensioneret efter BR-S 98 (Ref.: DGC-vejl. Nr. 46). Prøvebetingelserne gør det realistisk at nå samme nyttevirkning i korrekt udførte installationer i nye boliger. Også i ældre boliger kan der opnås en høj nyttevirkning, hvis boligens isoleringsstandart er blevet forbedret. Det skyldes, at radiatorarealet tillader lavere fremløbstemperatur, når varmebehovet sænkes, et forhold der i øvrigt også kommer varmepumper til gode. Der forventes en fortsat teknisk udvikling af varmepumperne i retning af højere effektfaktor, som angivet i teknologikataloget bilag 4. Forventningen tilskrives primært overgang til CO 2 som kølemiddel, bedre regulering af varmepumper og forbedrede kompressorer. TI angives som kilde for fremskrivningerne. DGC deler ikke fuldt ud forventningen om høje effektfaktorer. Et skift i kølemiddel vil normalt ikke forbedre effektfaktoren, og termodynamisk er CO 2 ikke velegnet på grund af den lave kritiske temperatur. Det er muligt at opnå en bedre udnyttelse af varmevekslerne med regulering og variabelt omløbstal på kompressoren, og her kan der ligge en forbedring, selvom der må regnes med et vist tab i motorstyringen. I denne udredning er det valgt at benytte den officielle og positive fremskrivning i teknologikataloget, som grundlag.

DGC-rapport 6 3 Varmebehov Varmebehovet kan opdeles i varmt brugsvand og rumvarme. 3.1 Varmt brugsvand Varmt brugsvand er ført frem til alle husets aftapningssteder, men er normalt ikke til rådighed eller ikke tilsluttet vaskemaskine og opvaskemaskine. Der findes hvidevarer, som kan tilsluttes både koldt og varmt vand og derved nedsætte elforbruget væsentligt, men merprisen for maskinerne og tilslutningen er en hindring for en større udbredelse. I fremtiden må der forventes en udvikling på dette punkt, som vil øge behovet for varmt brugsvand og nedsætte elforbruget. Ifølge (Ref.: S. Furbo, L.J. Shah, C.H. Christiansen, K.V. Frederiksen Kedeleffektiviteter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse, BYG DTU, Sagsrapport R-072, 2004) er det gennemsnitlige varmtvandsforbrug i danske enfamiliehuse mindre i dag end det var tilfældet i midten af 1980-erne. Forklaringen er, at der i Danmark i de sidste 20 år er gennemført vandsparekampagner, og der er indført grønne afgifter på vandforbrug m.m. Udførte målinger har vist, at varmtvandsforbrug i enfamiliehuse i dag ligger på ca. 110 l/dag svarende til et årligt energibehov på ca. 1800 kwh, og der forventes ikke nogen ændring i dette behov i fremtiden. Den nødvendige kedeleffekt for gaskedlen afhænger af, om denne skal forsyne bygningen med både varme og varmt brugsvand. Den nødvendige minimumseffekt til brugsvandsopvarmning i én bolig bestemmes ud fra kravene i DS 439 (Norm for vandinstallationer, 3. udgave, 2000). For anlæg uden varmtvandsbeholder (med gennemstrømningsvandvarmer) skal tappestedernes effektkrav umiddelbart kunne dækkes af kedlen. Anvendes der en varmtvandsbeholder, vil effektkravet til kedlen kunne være lavere end tappestedseffekten. Hvor meget lavere denne vil kunne blive, afhænger af beholdervolumen. Brugsvandsanlæggets udformning og funktion skal give mindst mulig risiko for bakterievækst. Vandet bør opvarmes til mindst 60 grader, og vandinstallationen udformes, så temperaturen på det fremførte vand ved normalt brug ikke falder til under 50 grader og 45 grader ved spidslast. /ref. DS 439:2000 Norm for vandinstallation/ Kravet skyldes især risikoen for sygdomsfrem-

DGC-rapport 7 kaldende legionellae-bakterier. /ref. Statens Serum Institut, Vejledning, Legionella i varmt brugsvand, 2000/ Temperaturen ønskes omvendt ikke højere end nødvendigt for at undgå kalkafsætning og for at opnå en god virkningsgrad for varmesystemet. En høj beholdertemperatur medfører en lavere virkningsgrad for den kondenserende gaskedel, men det indgår i afprøvningsbetingelserne, at beholdertemperaturen skal være 60 grader og er også forudsat i den årsnyttevirkning, der er benyttet i eksemplerne i afsnit 4. For varmepumpen falder effektfaktoren ved stigende temperatur, og det vil være nødvendigt at supplere opvarmningen med en elvarmepatron for at opnå 60 grader. Elvarmepatronen nedsætter yderligere den samlede effektfaktor. Dette forhold indgår ikke i afprøvningsbetingelserne, eller i den årsnyttevirkning, der er oplyst til eksemplerne i afsnit 4. Her er der forudsat en beholdertemperatur på maksimalt 45 grader. 3.2 Rumvarme Der sker en stadig udvikling i retning af bedre isolering og faldende varmebehov i nybygninger. Regeringens udkast til energihandlingsplan viser, at denne udvikling vil fortsætte indtil 2015 med skærpede krav til det maksimale varmetab i bygningsreglementet jvf. bilag 5. Udviklingen er vist grafisk nedenfor.

DGC-rapport 8 Bygningsreglementets varmetab kwh/m2 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 årstal Det ses, at der kan forventes markant lavere energiforbrug i fremtidige nyopførte boliger. Regeringens udkast definerer desuden to klasser af lavenergibygninger, som bruger hhv. 25 % og 50 % mindre energi end kravene fra 2006. For disse lavenergibygninger ophæves kravene om tilslutningspligt til fjernvarme og naturgas og samtidigt ophæves forbudet mod elopvarmning. Ophævelserne forventes at fremme lavenergibyggeri, som følge af den lavere opførelsespris. Gasfyrede anlæg samt anlæg med varmepumper med indfyret effekt mindre end 120 kw skal dimensioneres og udføres, så energiøkonomisk drift opnås (BR-S 98, afsnit 7.2.6). Varmeafgivere/radiatorerne dimensioneres for fremløbs- og returtemperatur i vandsystemet hhv. 62,5 o C og 47,5 o C ved udetemperaturen -12 o C. I forhold til gaskedlens ydelsesområde gælder det, at kedlens minimumydelse skal være mindre end husets dimensionerede varmetab. Den maksimale varmeydelse skal dække det dimensionerede varmetab (Ref.: Leo van Gruijthuijsen, Valg af kedelstørrelse i forhold til husets dimensionerede varmetab, DGC-notat, august 2003)

DGC-rapport 9 Det kan være en fordel, hvis kedlen har en overskudseffekt til hurtig genopvarmning, fx efter natsænkning. I eksemplerne er der benyttet en faktor på 1,5. (Ref.: Beregning af varmeanlæg til parcelhuse, Teknisk note Nr. 1/1995, april 1995, DGC). De samme betingelser er grundlaget for afprøvning af gaskedler og for den årsnyttevirkning, som indgår i beregningseksemplerne i afsnit 4. For varmepumpen er forudsætningerne for effektfaktoren og en økonomisk drift, at fremløbstemperatur maksimalt er 45 o C. Varmepumpen kræver således en betydelig større varmeflade end en gaskedel. Dette løses ofte ved udbredt brug af gulvvarme. Den kondenserende gaskedel opnår også højere virkningsgrad på et lavtemperaturanlæg, men forbedringen er beskeden i forhold varmepumpens store afhængighed af fremløbstemperaturen. En yderligere fordel ved lavtemperaturanlæg er, at man minimerer varmetabet fra varmerørene.

DGC-rapport 10 4 Forsyningsnet 4.1 Tilslutningspligt og forblivelsespligt Kommunalbestyrelsen kan pålægge bebyggelser at tilslutte sig det kollektive varmeforsyningsanlæg med fx naturgas eller fjernvarme jvf. bilag 8.8. Tilslutningspligten betyder, at forsyningsselskabet kan opkræve tilslutningsafgift samt en fast årlig afgift. Derimod har man ikke pligt til at aftage energi fra det kollektive anlæg. Kommunalbestyrelsen kan pålægge hele eller en del af kommunen tilslutningspligt til enten naturgas eller fjernvarme (Bekendtgørelse nr. 581 af 22. juni 2000 om tilslutning m.v. til kollektive varmeforsyningsanlæg, som er ændret ved Bekendtgørelse nr. 1526 af 17. december 2004). Det er meget forskelligt fra kommune til kommune, i hvilket omfang denne mulighed bruges. Tilslutningspligt kan både pålægges ny og eksisterende bebyggelse. For eksisterende bebyggelse træder forpligtelsen dog først i kraft 9 år efter, at ejeren af ejendommen har fået besked herom. Kommunalbestyrelsen kan i særlige tilfælde kræve, at en eksisterende ejendom tilsluttes til det kollektive varmeforsyningsanlæg inden udløbet af 9 års fristen. Det gælder, hvis der er forsyningsmulighed fra varmeforsyningsanlægget, og hvis ejendommen i øvrigt skal have udskiftet væsentlige varmeinstallationer. Kommunalbestyrelserne kan også pålægge ejendomme, der allerede er tilsluttet fjernvarme eller naturgas, at de skal forblive tilsluttet hertil. Dette kaldes forblivelsespligt. Proceduren og retsvirkningerne er de samme som for almindelig tilslutningspligt, men pligten træder i kraft samtidig med, at pålægget meddeles ejendommens ejer. Ud af landets 275 kommuner bruger 241 kommuner (i ét eller flere områder) tilslutningspligt enten i både ny og eksisterende bebyggelse eller kun ny bebyggelse.

DGC-rapport 11 4.2 Beslutning om tilslutningspligt Kommunalbestyrelsen kan pålægge tilslutningspligt på baggrund af et projektforslag eller en lokalplan. Pålægger kommunalbestyrelsen tilslutningspligt på baggrund af et projektforslag, skal dette blandt andet: vise de konkrete ejendomme, der er omfattet en tidsplan for den konkrete tilslutning forbrugerøkonomien Ny bebyggelse kan også pålægges tilslutningspligt i en lokalplan. En tilslutningspligt pålagt i en lokalplan reguleres af planloven. Denne procedure kræver ikke så konkrete vurderinger af pligten og forudsætter ikke, at kommunen har afgjort hvilken forsyning fjernvarme eller naturgas bebyggelsen skal tilsluttes. Beslutning om tilslutningspligt træffes således bl.a. på grundlag af forbrugerøkonomien. Gasselskabet oplyser udgiften til etablering af et forsyningsnet, og udgiften indregnes i byggemodningen. Det er således kunden, der betaler for etableringen. Udgiften er ca. 6.000 kr. for tilslutning til naturgasforsyningsnet i en almindelig tæt bebyggelse. Nettet omfatter 9 m gadeledning og 25 m stikledning. Gasselskabet regner med en levetid på 20 år og et årligt forbrug på 1900 m 2 hos hver kunde. I fremtidige bebyggelser med lavere energiforbrug, skal byggemodningsudgiften også dække gasselskabets opsætning af måler og en del af den forventede service, således at installationen ikke belaster distributionsselskabet økonomisk. 4.3 Tilslutningsafgift og selskabsøkonomi Naturgasdistributionsselskabet beregner tilslutningsafgiften ud fra anlægsudgift, driftsudgift og indtægter ved distribution af gas. Afgiften er af størrelsen 6.000 kr. i 2004.

DGC-rapport 12 Med det faldende fremtidige gasforbrug, vil indtægterne blive mindre på den enkelte kunde og tilslutningsafgiften derfor større. I det følgende er der foretaget en beregning af neutral tilslutningsafgift for faldende gasforbrug. Forudsætninger Det skønnes, at der skal bruges 25 m stik og 15 m gadeledning pr. hus. Dette tal varierer naturligvis med typen af bebyggelse. Der er forudsat, at der laves et projekt, hvor 20 villaer skal forsynes. Dette har betydning for "Projektering indmåling mm. Driftsudgifterne er benchsmarkstal 2004, der må forventes at blive revideret. Priserne benyttes ved vurdering af rentabiliteten af mulige kunder. Priserne er uden moms. Pr stk ved 20 huse Anlægsudgift Drift Indtægter Gadeledning Stik måler Gadeledning stik måler Projektering mm Nm3/år kr/år kr kr kr kr/år kr/år kr/år kr 1800 1.710 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 1600 1.520 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 1400 1.330 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 1200 1.140 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 1000 950 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 800 760 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 500 475 5.342 13.834 875 28 45 277 1.215 Tilslutningsafgiften beregnes som forskellen mellem anlægsudgiften og nutidsværdien af dækningsbidraget over 20 år med en rente på 6 % p.a. Resultatet uden moms er vist grafisk nedenfor. Tilslutningsafgift kr 25000 20000 15000 10000 5000 0 0 500 1000 1500 2000 Gasforbrug m3/år

DGC-rapport 13 Selvom tilslutningen er neutral med den tekniske horisont på 20 år, så er der ikke tilstrækkeligt indtægtsgrundlag hos de små kunder til at betale en fornyelse af stik og måler efter de 20 år. Distributionsselskabet må altså overveje at opkræve en fast årlig tilslutningsafgift efter de 20 år eller en ny engangsafgift, som bidrag til dækning af udskiftningen. På denne måde kan der bevares en neutral balance mellem kunderne.

DGC-rapport 14 5 Privatøkonomi for et enfamiliehus på 130 m 2 Det er valgt at sammenligne privatøkonomien for naturgasfyret kedel, elvarmepumpe og elvarme i et enfamilieshus på 130 m 2. Husets varmebehov er opgjort ud fra Bygningsreglementets krav i de forskellige år. Skemaet nedenfor viser udviklingen i varmebehov og årsnyttevirkning for enfamiliehuse på 130 m 2 opført i 2004 men i henhold til isoleringskravene i perioden 1985 2020. Det bemærkes, at der er forudsat et fald i forbruget af varmt vand siden 1985 teknologien. 130 m 2 Nettovarmetagiramme Bruttoener- Energibehov Opført 1985 kwh/m 2 pr. år kwh/m 2 pr. kwh Årsnytte år Enfamiliehus opvarmning 100 a) 130 b) 16900 4 personer varmt vand 3000 Kond.gaskedel 19900 0,99 Varmepumpe 19900 3,12 Opført 2006 Enfamiliehus opvarmning 72 c) 9300 4 personer varmt vand 2000 d ) Kond.gaskedel 11300 0,99 Varmepumpe 11300 3,12 Opført 2010 Enfamiliehus opvarmning 54 e) 7000 4 personer varmt vand 2000 d ) Kond.gaskedel 9000 0,99 Varmepumpe 9000 3,9 a) Maksimalt nettovarmetab Ref.: Handlingsplan for en fornyet energispareindsats, Økonomi og Erhversministeriet, december 2004 b) Der er pålagt/tillagt 30 kwh/m 2 ekstra til at dække over varmetabet gennem varme- og varmtvandsrør plus beholderen og evt. kuldebroer. (ref.: DGC- vejl. Nr. 48 rev.1) c) Energiramme Ref.: Udkast til tillæg til Bygningsreglement for små huse 1998, 3. februar 2005, Energistyrelse d) Målt varmtvandsforbrug i enfamiliehuse Ref.: S. Furbo, L.J. Shah, C.H. Christiansen, K.V. Frederiksen Kedeleffektivitetter for oliefyr og naturgaskedler i enfamiliehuse, BYG DTU, Sagsrapport R-072, 2004 e) Energikravene er skærpet med yderligere 25 % i forhold til kravene i 2006 Ref.: Handlingsplan for en fornyet energispareindsats, Økonomi og Erhvervsministeriet, december 2004

DGC-rapport 15 Driftsudgifterne består af energi og serviceudgifter. Investeringerne omfatter ikke udgift til tilslutning på elnettet, idet den altid foretages, og normalt kan dække varmepumpedrift eller elvarme. Investeringerne omfatter stikledningen for gas, vandbåret varmeanlæg for de to første teknologier og selve varmekilden, som er kondenserende gaskedel, varmepumpe med jordslange eller elvarmepaneler. Investeringerne er afskrevet lineært over en teknisk levetid på 15 år uden renter. Summen af drift og afskrivning er kaldt den årlige udgift til varme, og eksemplerne viser udvikling i konkurrenceforholdet mellem de tre teknologier på det nuværende prisgrundlag, når isoleringskravene skærpes. Beregningseksemplerne er vist i bilag 9. I denne udredning er det valgt at benytte den officielle og positive fremskrivning i teknologikataloget, som grundlag for varmepumpens effektfaktor. Det er ligeledes valgt at benytte teknologikatalogets prisestimat for væske/vandvarmepumpen på 8.000 kr./kw. Det høje prisestimat er anvendt, for at dække jordslangen og som følge af den relativt lave effekt. For den kondenserende kedel er investeringen sat til den aktuelle installationspris uanset det lavere fremtidige effektbehov. Det skyldes, at der ikke i dag findes billigere kedler med mindre effekt. Investeringen i varmeanlæg indeholder en forøget varmeflade ved varmepumpedrift. Priserne er skønsmæssige. Der er opstillet fire beregninger, idet varmtvandsforsyning og badeforhold viser sig at spille en rolle for effektbehovet og dermed for økonomien. Driftsudgift og investering er beregnet for huse svarende til Bygningsreglementets krav i 1985, 2006 og 2010 samt lavenergi 2006 klasse 1 med 25 % reduktion og klasse 2 med 50 % reduktion. Eksemplerne omfatter hhv. gaskedel, varmepumpe og elvarme.

DGC-rapport 16 De fire beregninger er vist på bilag 9.1 9.4. 1. Varmtvandsbeholder 60 l. Bad med kar 2. Varmtvandsbeholder 100 l. Bad med kar 3. Varmtvandsbeholder 60 l. Bad uden kar 4. Varmtvandsbeholder 100 l. Bad med kar I beregningseksemplet, bilag 9,2, er der forudsat en varmtvandsbeholder på 100 l og karbad. Hovedtallene er vist nedenfor. Isoleringsstandart og teknologi Driftsudgift Investering Afskrivning Udgift i alt 1985 i alt kr./år i alt kr. kr./år kr./år Gaskedel 14.727 76.000 5.067 19.794 Varmep 11.593 131.120 8.741 20.334 Elvarme 34.080 20.000 1.333 35.413 2006 Gaskedel 9.098 71.000 4.733 13.832 Varmep 6.907 105.000 7.000 13.907 Elvarme 19.460 20.000 1.333 20.793 2010 Gaskedel 7.593 66.000 4.400 11.993 Varmep 4.673 100.000 6.667 11.340 Elvarme 15.550 20.000 1.333 16.883 I dette eksempel ses det, at varmepumpen giver omtrent samme årlige udgift som gaskedlen. Investeringen i varmepumpen er ca. 50 % højere end i gaskedlen, men driftsudgiften er lavere. Den samlede udgift inkl. afskrivning er 80 % højere for elvarme end for gaskedlen med 1985 teknologi og 40 % højere med 2010 teknologi. Det laveste effektbehov og energiforbrug opnås i 4. beregningseksempel, bilag 9.4, hvor der er forudsat en varmtvandsbeholder på 100 l og intet karbad. For bedste lavenergi, 2006 klasse 2 er den samlede udgiften for varmepumpen 22 % lavere end for gaskedlen, medens udgiften for elvarme er 14 % højere end for gaskedlen. Hele dette eksempel er vist grafisk nedenfor. Isoleringsgraden og varmekilderne er vist med faldende samlet udgift til opvarmning inkl. afskrivning. Det ses, at de tre laveste udgifter nås med varmepumpeanlæg med gaskedlen som nummer fire.

DGC-rapport 17 Årlig udgift til varme, 100 l beholder uden kar 40000 35000 30000 25000 kr pr. år 20000 15000 Drift Afskrivning 10000 5000 0 1985 el 2006 el 1985 varmep. 1985 gas 2010 el 2006 klasse 1 el 2006 gas 2006 varmep. 2010 gas 2006 klasse 1 gas Bygningsreglement og varmekilde 2006 klasse 2 el 2006 klasse 2 gas 2006 kalsse 1 varmep. 2010 varmep. 2006 kalsse 2 varmep.

DGC-rapport 18 6 Samfundsøkonomi Samfundsøkonomisk overskud beregnes som en nutidsværdi af de samlede samfundsmæssige investeringer, omkostninger og fordele i projektets levetid. For en nærmere beskrivelse kan der refereres til: Vejledning i samfundsmæssige analyser på energiområdet, Energistyrelsen april 2005. Det fremgår af vejledningen, at den indeholder en afgørende nyskabelse, idet der ikke skal medtages CO 2 emission fra kvotebelagte områder som elforbrug. Brændselsforbrug hos forbrugeren medfører derimod CO 2 emission, som medregnes. Samtidigt flyttes fokus fra CO 2 reduktionsomkostninger til opgørelse af samfundsøkonomisk overskud. For at sammenligne de tre forskellige teknologier i forhold til de stigende isoleringskrav i fremtiden, er der foretaget velfærdsøkonomiske beregninger i overensstemmelse med Energistyrelsens vejledning (April 2005). De eksempler, der er valgt, er de samme, som er benyttet til beregning af privatøkonomien i afsnit 5, og som findes i bilag 9.2. Energistyrelsen vejledning for beregning af nutidsværdien over projektets levetid (15 år), beregner foruden samfundsøkonomien også CO 2 reduktionen og privatøkonomien, men Energistyrelsen benytter helt andre forudsætninger end de meget enkle, der er benyttet i afsnit 5 om privatøkonomien. Isoleringsstandart og teknologi CO 2 - besparelse Privatøkonomi Samfundsøkonomi CO 2 - skyggepris 1985 tons *Merudgift *Merudgift kr./ton kr. kr. Gaskedel reference reference reference reference Varmep 61,8 38.402 34.542 475 Elvarme 61,8 89.731 10.442-64 2006 Gaskedel reference reference reference reference Varmep 35,1 20.177 18.173 441 Elvarme 35,1 26.907-16.646-614 2010 Gaskedel reference reference reference reference Varmep 27,9 13.954 15.527 493 Elvarme 27,9 13.474-20.698-843 *) Merudgift i nutidsværdi i forhold til gas som reference (2004-2018)

DGC-rapport 19 Den nye opgørelsesmetode medfører, at både eldrevet varmepumpe og elvarme giver en CO 2 besparelse i forhold til forbrug af naturgas. Eldrevet varmepumpe viser en samfundsmæssig merudgift i forhold til naturgasfyret kedel i alle eksemplerne. Det er interessant, at der opstår samfundsøkonomisk overskud ved at vælge elvarme i stedet for naturgasopvarmning allerede i 2006 (negativ merudgift). Overskuddet fremkommer som følge af en kombination af den lave investering i elvarme og det lave energiforbrug fra 2006. CO 2 skyggeprisen er meget høj for eldrevet varmepumpe, medens CO 2 skyggeprisen for elvarme er negativ. Energistyrelsens beregninger viser, at det fortsat vil være privatøkonomisk bedre for forbrugerne at vælge naturgasfyret kedel end eldrevet varmepumpe og elvarme, også efter 2010.

DGC-rapport 20 7 Konklusion Undersøgelsen behandler varmepumpeanlæg af væske/vandtypen, sammenlignet med anlæg med en kondenserende naturgasfyret kedel. I eksemplerne er ren elvarme medtaget som en mulighed. Der findes en mærkningsordning for gaskedler, som administreres af Dansk Gasteknisk Center. Der findes tilsvarende en positivliste over systemgodkendte varmepumper, samt en vejledning til listen. I de fleste tilfælde er der tale om producentopgivelser, hvilket betyder, at der ikke nødvendigvis ligger en egentlig prøvning til grund for opgivelserne. Tallene kontrolleres dog af sekretariatet. Regeringens udkast til energihandlingsplan viser, at der vil være et faldende varmebehov i nybygninger. Denne udvikling vil fortsætte indtil 2015, hvor det maksimale varmetab ventes reduceret med 60 % i forhold til 2005. Der forventes ikke nogen ændring i forbruget af varmt brugsvand i fremtiden. Der er normalt ikke valgfrihed mellem naturgas og eldrevet varmepumpe. Tilslutningspligt til naturgas kan både pålægges ny og eksisterende bebyggelse. For lavenergibygninger forventes kravet om tilslutningspligt til fjernvarme og naturgas ophævet i 2006, og samtidigt ophæves forbudet mod elopvarmning. Der er opstillet fire privatøkonomiske beregningseksempler, idet varmtvandsforsyning og badeforhold spiller en rolle for effektbehovet og dermed for økonomien. Eksemplerne viser omtrent samme økonomi for varmepumpen og den kondenserende gaskedel, når der er karbad, men bedre økonomi for varmepumpen uden karbad og når varmebehovet nedsættes i fremtiden. Der må dog tages forbehold for, om varmepumpeanlæggets pris er realistisk ved de meget lave effektbehov, og om brugeren accepterer den lave varmtvandstemperatur på 45 grader, som er en forudsætning for effektfaktoren.

DGC-rapport 21 Endelig kan gaskedlens økonomi forbedres noget, hvis der i fremtiden bliver udviklet gaskedler og gastilslutninger til lavere effekt og lavere investering. Energistyrelsens velfærdsøkonomiske beregning af nutidsværdien er ligeledes benyttet til sammenligning af eksemplerne, og den nye opgørelsesmetode betyder, at både eldrevet varmepumpe og elvarme giver en CO 2 besparelse i forhold til naturgasfyret kedel. Eldrevet varmepumpe viser en samfundsmæssig merudgift i forhold til naturgasfyret kedel i alle eksemplerne. Det er interessant, at der opstår samfundsøkonomisk overskud ved at vælge elvarme i stedet for naturgasopvarmning allerede fra 2006. Energistyrelsens beregninger viser, at det fortsat vil være privatøkonomisk bedre for forbrugerne at vælge naturgasfyret kedel end eldrevet varmepumpe og elvarme, også efter 2010. Denne undersøgelse har som hovedkonklusion, at når der skal vælges gasfyret kedel eller varmepumpe, så er det helt afgørende for virkningsgraden og økonomien, at det tekniske grundlag indgår korrekt i dimensioneringen og vurderingen. Kedlen eller varmepumpen skal afstemmes med husets faktiske varmebehov, fremløbstemperatur og varmtvandsinstallation.

DGC-rapport 22 8 Bilag 8.1 Bilag 1. Om Varmepumper KILDE: http://www.vp-ordning.dk/forside.asp Varmepumpeordningen, Baunevej 16, Ågerup, 4000 Roskilde Telefon: 4678 7361, Fax: 4678 7361, Email: sekretariat@vp-ordning.dk Om Varmepumper Indledning I 1980 blev loven om tilskud til vedvarende energikilder vedtaget af den danske regering. I henhold til loven skulle Energistyrelsen oprette en Prøvestation for Varmepumpeanlæg, samt yde tilskud til såvel Prøvestationens drift som til installation af systemgodkendte varmepumpeanlæg. Prøvestationen blev oprettet i foråret 1981 og placeret på Teknologisk Institut, Taastrup, men blev desværre i sin daværende form afviklet og nedlagt med udgangen af 2002.Prøvestationen fortsætter dog men bliver fremover brugerfinansieret via en godkendelsesordning. Prøvestationens hovedformål var at virke for, at ydeevne, driftssikkerhed og levetid for varmepumpeanlæg blev forbedret samt at bidrage til at sikre, at der kun blev ydet tilskud til anlæg, der opfyldte rimelige kvalitetskrav. Det var endvidere formålet med Prøvestationen at opbygge viden om anvendelse af varmepumpeanlæg til gavn for såvel fabrikanter som brugere af anlæggene samt at virke som konsulent for de offentlige myndigheders dispositioner på området. Prøvestationens arbejde dannede grundlag for udarbejdelse af myndighedsbestemmelser, typegodkendelser, deklarationer, normer og standarder samt bidrog til, at der blev opbygget produktionsfaciliteter til såvel mindre produktioner samt til serieproduktion med henblik på eksport. Dette kan sammenfattes i følgende hovedområder: Systemgodkendelse - omfattende dokumentation, prøvning og kontrol med produktionsfaciliteter

DGC-rapport 23 Konsulentfunktioner for fabrikanter, installatører og rådgivere Gennemførelse af feltmålinger Videnopbygning, videnformidling, samt andre informationsopgaver Deltagelse i nationalt og internationalt standardiserings- og normarbejde Baggrund Ved at satse på størst mulig anvendelse af egnede drivenergier til varmepumper, kan ressourcerne strækkes og samtidig forøge udbyttet af vedvarende energikilder som varmepumper kan indgå i kombination eller samdrift med. Fx vil el-energi produceret af en vindmølle/solceller i kombination med en eldrevet varmepumpe kunne forøges med en faktor 2½-5 til varmeenergi og stort set ikke bidrage direkte til drivhuseffekten. I Danmark har interessen for anvendelse af specielt små varmepumper til boligopvarmning været tilstede siden begyndelsen af 1950 erne. I perioden op til den første danske energikrise (1970-1975) var det kun en lille kreds af pionerer, der eksperimenterede med de små varmepumper. Energikrisen udløste en massiv indsats i form af energisparekampagner, tilskud til energibesparende foranstaltninger samt energiforskningsprogrammer, alt sammen med henblik på at reducere det samlede danske energiforbrug, samt at gøre Danmark uafhængig af import af olie og gas. I denne periode blev det første energiforskningsprogram for varmepumper iværksat. Dette afsluttedes med 6 rapporter med titlerne: Varmeovergangsforhold i jord Varmeovergangsforhold og fordampningsforløb i jordfordampere Anlæg med varmeoptagelse fra luft Varmeovergangsforhold for luftkølere Varmefordelingssystemer Oversigt og konklusioner I perioden 1975-1980 udvikledes de første kompakte varmepumpeunits til opvarmning og forsyning med varmt brugsvand - primært til småhusområdet.

DGC-rapport 24 Endnu en energikrise i slutningen af 70 erne medførte en endnu kraftigere indsats end tidligere. For varmepumpeområdet blev der iværksat et omfattende energiforsknings-program, hvor der over en 10-årig periode (1980-1990) blev gennemført og rapporteret mere end 75 projekter. I 1980 blev der vedtaget en lov, hvorefter der kunne opnås tilskud til anlæg, der udnyttede vedvarende energikilder, herunder varmepumpeanlæg. Tilskudsprocenten til varmepumpeanlæg har varieret fra 0-30 %, men da loven bortfaldt pr 31-Dec.-2001 forsvandt tilskuddet til såvel installation som til Prøvestationen for Varmepumpeanlæg der i den nuværende form nedlægges/afvikles med udgangen af 2002. Efter 1 Jan 2003 fortsætter Prøvestationen via en brugerfinansieret godkendelsesordning og er fortsat placeret på Teknologisk Institut Prøvestationen for Varmepumpeanlæg blev som nævnt oprettet i 1981. Siden starten er der udstedt mere end 600 systemgodkendelser og gennemført over 175 laboratorieprøvninger på prøvestand suppleret med feltundersøgelser og driftserfaringer fra installerede anlæg. Den aktuelle situation I forbindelse med fremkomst af en ny generation af forskellige typer rotationskompressorer anvendelige for varmepumpedrift, samt overgang til anvendelse af naturlige kølemidler åbnede der sig helt nye muligheder for en betydelig effektivitetsforbedring. Ved anvendelse af denne nyeste teknologi som bl.a. omfatter behovsstyring, kan de miljø- og energimæssige fordele ved anvendelse af eldrevne varmepumper sammenfattes således: El-drevne varmepumper fremstår energi- og miljømæssigt fordelagtigt i sammenligning med såvel konventionel og kondenserende oliefyrsdrift som direkte el-varme. Fx er bruttoenergibesparelsen ved anvendelse af varmepumper frem for kondenserende oliefyrsdrift ca. 50 %. Ved sammenligning mellem varmepumperne indbyrdes er bruttoenergibesparelsen ved behovsstyring ca. 20 % i forhold til konventionel varmepum-

DGC-rapport 25 pe. Ved anvendelse af gulvvarmesystemer opnås yderligere 5 % i forhold til behovsstyring. CO2-emissionen ved anvendelse af varmepumper frem for kondenserende oliefyrsdrift reduceres mellem 32 % og 40 %. SO2 og NOx-emissionen reduceres med ca. 60 % og CO-emissionen med 100 %. Ovennævnte hovedresultater fra de seneste gennemførte projekter afsluttet i perioden1998-2002 viser således, at der er væsentlige og entydige energiog miljømæssige fordele ved at anvende eldrevne varmepumper frem for konventionel og kondenserende oliefyrsdrift, samt naturligvis i endnu højere grad direkte elvarme. Resultaterne er baseret på "gammeldags" opfattelse af CO2-emission fra elproduktion. Hvis man i stedet anvender den faktiske CO2- emission, som elselskaberne i dag anvender, og som fremgår af deres "Grønne regnskaber", er reduktionen i forhold til oliefyrsdrift 50-60 %. Privatøkonomisk viser resultaterne, når der ses over en 20 årig periode, at eldrevne varmepumper i forhold til konventionel og kondenserende oliefyrsdrift, udviser en udgiftsbesparelse på ca. 30 %. Nogenlunde de samme forhold gør sig gældende ved N-gasdrevne varmepumper i forhold til anvendelse af konventionel og kondenserende N- gasdrift. Kort beskrivelse af Anlægstyper En varmepumpe karakteriseres ved varmekilden og varmeafgiversystemet. Jord/vand (væske/vand) betyder, at varmepumpeanlægget tager varmen fra jorden og afgiver den til et vandbaseret varmeanlæg i huset, fx et radiatoreller gulvvarmesystem. Varmekilden i luft/vand anlæg er udeluft eller ventilationsluft. Brugsvandsvarmepumper er normalt af typen luft/brugsvand. Derudover findes der luft/luft varmepumper, hvor varmeafgiversystemet i huset er et luftvarmeanlæg ofte kombineret med et ventilationsanlæg (friskluftanlæg) og varmegenvinding.

DGC-rapport 26 I det følgende gives en kort oversigt over de mest anvendte anlægstyper. Jord/vand anlæg Ved denne anlægstype cirkuleres en frostsikret væske (brine) i rørslanger (jordslanger af plast) nedgravet i de øverste jordlag. Nedgravningsdybden er normalt omkring 75 cm. Etablering af et jordslangesystem skal overholde Miljøstyrelsens bekendtgørelse nr. 522-fra 1980. Luft/vand anlæg Denne anlægstype er meget almindelig, specielt i lande med moderate vintertemperaturer. Ved lave vintertemperaturer under -12 C, hvilket kun forekommer i ganske få timer om året i Danmark, kan virkningsgraden falde til et niveau hvor anden opvarmningsform er at foretrække. I modsætning til jord/vand anlægget skal denne type anlæg afrime den varmeoptagende del. Det gælder specielt i kolde og fugtige perioder af året. Jord/vand og luft/vand anlæg installeres normalt til også at producere varmt brugsvand. Andre varmekilder, som fx overskudsvarme fra industrielle processer er også interessante i forbindelse med varmepumpedrift. Luft/luft anlæg Ved denne anlægstype optages varmen fra udeluften og afgives i en varmeflade der kan være placeret i et luftbaseret kanalsystem (ventilationssystem) eller direkte i rummet med designet varmeafgiver. Denne anlægstype er som antydet begrænset til rumopvarmning med cirkuleret luft evt. kombineret med et ønsket friskluftskifte. Varmekilden kan også være afkastluft fra bygningen, der ønskes opvarmet eller overskud fra industrielle processer. I øvrigt gælder bemærkningerne om luft som varmekilde som anført for Luft/vand anlægget. Anlæg for luft/brugsvand Disse anlæg er små kompaktunits med nominelle varmeydelser på omkring 1 kw. Ved brugsvandsforbrug over ca. 2000 kwh pr. år vil denne anlægstype være attraktiv.

DGC-rapport 27 Anlægget kombineres ofte med varmegenvinding og opvarmning af friskluft i forbindelse med et ønsket mekanisk friskluftskifte, hvilket har vist sig at gøre denne kombination meget udbredt i forbindelse med løsning af indeklimaproblemer. Staldvarmepumper Udnyttelse af den overskudsvarme, der skal bortventileres fra stalde er en særdeles god varmekilde for varmepumper. Normalt dimensioneres disse anlæg til at levere varme- og varmt brugsvand til såvel den erhvervsmæssige drift som til det private forbrug. Man må regne med at der skal være en besætning på mindst 200 svin eller ca. 25 køer for at et staldvarmepumpeanlæg er økonomisk interessant. Installeres staldvarmepumpen til også at fungere i forbindelse med mælkekølingsanlæg forbedres driftsøkonomien betydeligt. Denne anlægskombination bliver mere og mere udbredt i Danmark. Grundvandsanlæg På grund af den konstante temperatur på omkring 6-10 C er grundvand som varmekilde interessant, idet der kan opnås en relativ høj nyttevirkning. Der er etableret meget få af disse anlæg i Danmark. Dette skyldes formentlig de ret høje anlægsudgifter, men også at der er tilknyttet særlige myndighedskrav for at kunne opnå tilladelse til etablering af grundvands-anlæg. Der savnes derfor driftserfaringer for varmepumpeanlæg der anvender grundvand som varmekilde. Udnyttelse af geotermisk varme Anlæg der udnytter de dybere liggende jordlag som varmekilde (geotermiske anlæg), har ikke hidtil haft nogen udbredelse i Danmark. Udviklingen og anvendelsen af denne type varmeoptagersystemer er mere eller mindre udbredt i udlandet. I Danmark har det trods ihærdige forsøg endnu ikke været muligt at få etableret demonstrationsanlæg for fx en- og tofamilieshuse. Der savnes derfor driftserfaringer for denne anlægstype, der kan afklare anlægs- og driftsøkonomi for danske forhold. Ved denne type optagersystem bores et antal lodrette huller, ca.10-15 cm. i diameter i dybder på 30-300 m. I hullerne anbringes et lukket rørsystem. I

DGC-rapport 28 praksis anbringer man de vandrette jordslanger lodret. Nu er det blot ikke den direkte oplagrede solvarme i de øverste jordlag man udnytter, men den energi der befinder sig i de dybere jordlag som stammer fra jordens indre. I Sverige har man fx. mange års erfaringer med at etablere disse boringer direkte i fjeldet(i Sverige benævnt bergvärme). Den mere traditionelle anvendelse af geotermisk energi sker ved at hente varmt vand fra jordlagene i 1,5 ca. 4 km. dybde, hvor vandet bruges direkte eller i kombination med varmepumpe til opvarmningsformål. Her er der tale om store anlæg. I Thisted har et sådant anlæg været i drift de seneste 10-15 år. Der gennemføres i disse år prøveboringer i hovedstadsområdet med henblik på at vurdere mulighederne for at etablere fjernvarmeforsyning. Også her indgår anvendelse af varmepumper i overvejelserne. Specielle anlægstyper Reversible anlæg Nogle typer anlæg kan leveres som reversible modeller og kaldes undertiden også varmepumper. Disse modeller kan anvendes som køleanlæg (klimaanlæg) om sommeren, og om vinteren til opvarmning af samme lokaliteter. Denne anlægstype anvendes ofte hvor der kun er begrænset plads og hvor komfort og/eller varer stiller krav til regulering af temperaturen. Motordrevne anlæg I nogle tilfælde anvendes åbne kompressorer drevet af motorer der kører på enten naturgas eller andet brændstof, fx olier fra biomasse. Ved anvendelse af motorvarmen til opvarmning af vandet kan man opnå højere fremløbstemperaturer. Som varmekilde anvendes under tiden spildevand fra procesenergi. På denne måde kan man genvinde den varme som ellers var gået tabt. Anlægstypen er særligt velegnet hvor der er behov for store mængder varmt vand. Affugtning Varmepumper anvendes ofte til at holde fugtigheden nede i fx svømmehaller. Ved at have en køleflade i udsugningskanalen, kan man affugte den fug-

DGC-rapport 29 tige luft. Herefter blæses luften gennem kondensatoren og opvarmes inden den atter blæses ind i svømmehallen. Herved er den relative luftfugtighed blevet reduceret til et passende niveau. Nyttevirkning (effektivitet, effektfaktor) Effektfaktoren er et begreb, der anvendes om varmepumpens effektivitet. Effektfaktoren er forholdet mellem varmepumpens kapacitet (i kw) og den tilførte effekt til varmepumpen (i kw). Ved prøvning på fx Prøvestationen for Varmepumpeanlæg måles varmepumpens kapacitet (ydelse) og den tilførte effekt inkl. hjælpeeffekt (pumper, ventilatorer mv.) ved bestemte driftstilstande fastlagt i henhold til Dansk og Europæisk Standard. Effektfaktoren beregnes for de i standarden fastlagte temperaturer for henholdsvis varmeoptager og varmeafgiver. I prøvningsrapporter og på systemgodkendelser er det denne effektfaktor der er angivet. Når et varmepumpeanlæg driftsøkonomisk vurderes, er det nødvendigt at anvende en skønnet årsnyttevirkningsgrad (leveret energi i forhold til tilført energi). Nedenstående tabel kan benyttes til at vurdere årsnyttevirkningen. Tabellen er baseret på driftserfaringer og anvendelse af den seneste teknologi på området (efter 1998). Praktisk årsnyttevirkning (skønnet) udvikling fra 2000-2020: VP-type 1982-1985* 1994-1997 2000 2005 2020 V/V 2,3 2,7-3,3 3,5-4,2 3,6-4,5 4,3-4,8 L/V 1,9 2,4-2,6 2,8-3,4 3,2-3,6 3,6-4,1 L/L - 2,2-2,4 2,5-2,9 3,0-3,4 3,4-3,6 L/Brugsvand 1,3 1,6-2,0 1,8-2,2 2,2 2,5 Staldvarme 2,9 2,9-3,7 3,7-4,6 3,9-4,8 4,5-5,0 * Årsnyttevirkningen (middel) er baseret på driftserfaringer (målinger) fra perioden 1982-1985. I litteraturen ses varmepumpers nyttevirkning ofte opgivet uden angivelse af driftstilstand (varmekildetemperatur og fremløbstemperatur). Dette betyder at man skal være meget opmærksom på kun at drage sammenligninger når driftsbetingelserne og angivelserne af afgivet og tilført effekt (eller energi) er sammenlignelige.

DGC-rapport 30 Grunden til at nyttevirkningerne i tabellen er opgivet som et interval er, at der kan være variation i de forskellige anlægstyper og varmeafgiversystemer. Ved nybyggeri, hvor det er muligt fra starten at dimensionere et optimalt varmesystem og i eksisterende boligmasse med lave temperaturkrav til opvarmningsanlægget fx gulvvarmeanlæg, vil det som regel være de højeste (bedste) værdier, der gælder. Ved et første overslag over anlægs- og driftsøkonomien anvendes ofte gennemsnitsværdien af tabellens tal. Anlægs- og driftsøkonomi (august 2002) Ved nybyggeri vil installation af varmepumpeanlæg normalt altid være økonomisk attraktivt i forhold til varmeanlæg der anvender direkte fossilt brændsel(olie og naturgas). Ved udskiftning til et varmepumpeanlæg i den eksisterende boligmasse vil driftsbesparelsen normalt kunne tilbagebetale investeringen (evt. merinvestering) på 6-12 år. Dette anses for rimeligt under privatøkonomiske forhold, idet levetiden for varmepumpeanlæg erfaringsmæssigt og under forudsætning af periodisk vedligeholdelse ligger på omkring 20 år. Foretages der en udskiftning af en varmepumpe, der er installeret fx før 1985 vil der, som det fremgår være tale om en betydelig forbedring af årsnyttevirkningen. Tilbagebetalingstiden for udskiftningen vil derfor normalt være klart den bedste løsning frem for tilbagevenden til traditionelle varmeanlæg. Da prisen for udskiftning kan variere betydeligt afhængig af de aktuelle forhold, anbefales det at indhente pris mv. hos en installatør der er medlem af Varmepumpeordningen. Under erhvervsmæssige anvendelser gælder helt andre forhold, der må vurderes i hvert enkelt tilfælde.

DGC-rapport 31 Eksempel: Hus på 130 m2, energiforbrug på 16.150 kwh til opvarmning og varmt vand Oliefyr som opvarmningsanlæg Anskaffelse Kedel inkl. varmtvandsbeholder Oliefyr, 12-20 kw, monteret på kedel Olietank, 1200 l Skorsten, 5 m præisoleret stålskorsten Udgifter i alt inkl. moms Driftsudgifter pr. år 1.900 l olie á kr. 6,00 El til drift af oliefyr og pumpe ca. Service/skorstensfejning Driftsudgifter i alt inkl. moms 26.000 kr. 5.000 kr. 6.000 kr. 8.000 kr. 45.000 kr. 11.400 kr. 600 kr. 1.500 kr. 13.500 kr. Varmepumpe som opvarmningsanlæg Anskaffelse Varmepumpeanlæg, komplet installeret inkl. moms Driftsudgifter pr. år Elforbrug til varmepumpe Service Driftsudgifter i alt inkl. Moms 90.000 kr. 6.600 kr. 900 kr. 7.500 kr. Priserne er beregnet ud fra en elpris på 1,45 kr./kwh. For VPA-drift reduceret med de ca. 8 ører/kwh, der kan opnås ved forbrug over 4000 kwh elektricitet pr år. Alle priser er inkl. moms og er cirkapriser. Merudgiften i forhold til renovering af oliefyret er tilbagebetalt på ca. 7,5 år.

DGC-rapport 32 8.2 Bilag 2. Beskrivelse af teknologien bag varmepumpen KILDE: http://www.teknologisk.dk/varmepumpeinfo/8403 Dokument ID: 8403 Sidst godkendt: 9. februar 2005 Sidst revideret: 12. december 2002 Copyright 2005 Information om varmepumper Kort beskrivelse af teknologien bag varmepumpen Et køle- eller et varmepumpeanlæg er et anlæg, der ved hjælp af en kredsproces og et egnet kølemiddel, der cirkulerer i et lukket system er istand til at fungere enten som køle-/fryseanlæg eller som varmeanlæg. Skal anlægget fungere som køle-/fryseanlæg dimensioneres det til denne opgave og kaldes køleanlæg. Skal anlægget fungere som varmeanlæg dimensioneres det til at løse denne opgave og kaldes varmepumpeanlæg. Varmepumper optager varmeenergi fra omgivelserne (varmekilden) ved et lavt temperaturniveau og omsætter denne varmeenergi via kredsprocessen og under tilførelse af drivenergi til varmeenergi ved et højere temperaturniveau, som direkte kan anvendes til opvarmningsformål. Afhængig af temperaturniveau på varmekilden og ønsket temperaturniveau på den leverede varmeenergi, vil mængden af den leverede varmeenergi være 2¼-5 gange større end den tilførte drivenergi. Overskudsvarme fra industrielle processer kan enten direkte eller i forbindelse med varmegenvindingsanlæg anvendes som varmekilde med et godt resultat. Også overskudsvarme, der bortventileres fra stalde kan anvendes som en særdeles god varmekilde til varmepumper. I Danmark er det mest almindeligt at anvende vedvarende energi som varmekilde til varmepumper i form af solenergi, enten direkte via solpaneler og energifangere eller ved akkumuleret solenergi i udeluft, i de øverste jordlag, i sø, å eller havvand.