Analyse: Kan mindre varmepumper bidrage til en sænkning af fremløbstemperaturen?

I en travl hverdag for fjernvarmeselskaberne kan der indimellem være langt fra idé til handling på optimerende tiltag. Dette projekt giver et indspark til, hvordan fjernvarmeselskaber kan indrette deres distributionsnet ved at dele nettet og lave temperaturzoner. Projektet beskriver også de fordele, det bringer. Distributionens indflydelse Mange fjernvarmeselskaber får med nye produktionsenheder, såsom varmepumper, reduceret deres udgifter til brændselsindkøb og varmetab betydeligt.

Temperaturniveauer i distributionsnettet har dog altid haft, og har fortsat, en mærkbar indflydelse på driftsudgifterne for fjernvarmeselskaberne. I Viborg Varmes tilfælde medvirker optimering af temperaturforhold i distributionsnettet til reduceret varmetab og bedre produktion, blandt andet i kraft af at en øget COP-værdi for varmepumper giver et reduceret elforbrug og en bedre marginalpris i forhold til en elkedel.

Optimeringer afledt af reducering af fremløbs- eller returtemperaturer med 1 °C er skitseret i figur 1. Besparelserne er beregnet ud fra energiprisprognoser og en skønnet produktionssammensætning i Viborg for året 2025.

Som det er i dag, ligger begrænsningen i, hvor lavt Viborg Varme kan sænke temperaturen, i kravet til at ejendomme med brugsvandscirkulation skal kunne levere 55 °C ud i brugsvandscirkulationen, hvilket sætter en begrænsning på fjernvarmen på mellem 58 og 60 °C i fremløb i langt størstedelen af årets timer.

Ved at implementere omkring 100 decentrale løsninger til løft af brugsvandstemperaturer forventer Viborg Varme at kunne sænke fremløbstemperaturen med omkring 4,5 °C som et gennemsnit over året. Værdien af dette er ud fra figur 1 omkring 3,5 millioner kr./år.

Rapporten

Projektet har til formål at belyse, om der i et eksisterende brugsvandssystem kan integreres en teknisk varmepumpeløsning, som kan kompensere for en lavere fremløbstemperatur, og i hvilket omfang returtemperaturen i installationen kan forbedres.

Derudover er det hensigten med rapporten, at den skal give et indblik i, hvilke besparelser hhv. Viborg Varme og forbrugeren kan opnå, og derudfra afdække den bedste model i forhold til ejerskab.

For at eftervise mulig drift ved brug af en varmepumpe opstillede Viborg Varme en testinstallation på et eksisterende anlæg i Viborg. Installationen blev udført, så der kunne opsamles data ved forskellige koblinger med henblik på at finde det bedste system.

Varmepumpen, som indgik i testinstallationen, var en vand-vand -varmepumpe. Rapporten inddrager også en luft-vand-varmepumpe i en teoretisk analyse.

Teknisk analyse

Dataindsamling og drift af testopstillingen påviser, at det er muligt benytte en varmepumpe til at løfte cirkulationstemperaturen i et brugsvandssystem.

Driften er foregået ved lavest mulige fremløbstemperaturer om sommeren ved 62 til 64 °C, og i kortere perioder er der anvendt en blandekreds, således at systemet er afprøvet ved lave fremløbstemperaturer ned til 55 °C.

Resultater fra dataindsamlingen og analyserne viser, at der for returtemperaturen kan opnås en betydelig forbedring. Returtemperatur for den fjernvarme, som optages i brugsvandssystemet, kan forbedres med 20 til 25 °C, afhængigt af hvilken type varmepumpe der anvendes, og om den driftes helt eller delvist i løbet af året.

Økonomisk analyse

Rapportens økonomiske analyse opstiller en ”totaløkonomi”, for Viborg Varme og forbrugeren, som samler udgifterne i et resultat og sammenligner det med referencen, hvis der blev leveret fjernvarme på normal vis. Analysen viser, at når der ses isoleret på drift af ejendommen, så kan der hverken for Viborg Varme eller forbrugeren opnås tilstrækkelig besparelse til at installere og drive en varmepumpeinstallation, set i forhold til normal brug af fjernvarme.

Derfor vurderer Viborg Varme, at ejerskabet for decentrale varmepumper skal ligge hos fjernvarmeselskabet, som også opnår fordelene i form af besparelser ved reduceret fremløbstemperatur.

Incitamentet for forbrugeren til at lade Viborg Varme ombygge systemet vil være, at forbrugeren opnår en forbedret returtemperatur, som indbringer i omegnen af 3.000 kr. pr. år i besparelse.

Figur 2 viser totaløkonomien ved Viborg Varmes ejerskab. Her vises almindelig levering af fjernvarme som reference og alternativerne ved brug af en varmepumpeløsning. Afskrivninger, drift og vedligehold, køb af el mv. gør, at totaløkonomien bliver ca. 11.500 kr. dyrere pr. år for at drive en varmepumpeløsning.

Med et potentiale på 3,5 millioner kr. pr. år i reducerede driftsudgifter kan Viborg Varme generere en besparelse på cirka 2,0 millioner kr. pr. år, når driftsudgifter mv. for cirka 100 decentrale løsninger er betalt.

Investeringen i decentrale varmepumper kan dog ikke stå alene. Det vil muligvis kræve opgraderinger af rør og pumper i dele af nettet som konsekvens af den lavere temperaturdifferens ved reduceret fremløb. Men foreløbig viser den økonomiske analyse et godt potentiale for Viborg Varme at arbejde videre med.

Alternative decentrale løsninger

Hovedformålet med rapporten er at afdække mulighederne for at benytte en varmepumpe i en decentral løsning. Som perspektivering til dette er der i rapporten et afsnit, som belyser alternative løsninger til løft af brugsvand ved lave fremløbstemperaturer. Der opstilles tre løsninger baseret på hhv. ren elopvarmning, delvis elopvarmning og en ny efterafkølingsteknologi og sidst brug af et hypokloridsystem.

På samme måde som i hovedrapporten viser afsnittet resultater af tekniske og økonomiske analyser.

Hver af de tre systemer har deres fordele og begrænsninger mht. ejerskab, incitament for forbrugeren og lavest mulige driftsudgifter.

Resultatet af analyser i perspektiveringsafsnittet er, at alternative systemer kan opnå samme eller mindre totaløkonomi set i forhold til en varmepumpeløsning.

DENNE ARTIKEL ER TIDLIGERE BRAGT I MAGASINET FJERNVARMEN JUNI 2024.