Gerðir varmadæla

Loft/loft

Loft/loft varmadælur

Markmið lagningar upphitunarkerfa í húsnæði er að hækka lofthita. Algengustu gerðir varmadælna á heimsmarkaði nýta lofthita utanhúss og blása heitu eða köldu lofti innanhúss (til upphitunar eða kælingar). Þannig verður varmadælan einnig miðstöð í loftræstikerfi húsnæðisins og getur bætt loftgæði innanhúss. Til eflingar varmaskipta utandyra sem innan eru notaðir viftur eða blásarar sem auka loftstreymi að vinnslumiðli varmadælu.

Loft/ loft varamdælur spara ekki neysluvatn.

Þegar raforkusparnaður vegna uppsetningar loft/loft varmadælu er metinn þá þarf að draga frá neysluvatnsnotkun (bað, sturta, kranar) í áætlunum.

Skipulag innanhús skiptir miklu máli.

Loft/loft varmadælur virka best í opnu rými, þannig ræðst hagkvæmni þeirra oft af innanhússkipulagi. Heita loftið frá dælunni þarf að berast auðveldlega um húsnæðið til að fá hámarksnýtni. Loft/loft varmadælur henta síður í húsnæði með mörgum lokuðum rýmum og/eða hæðum. Huga þarf að staðsetningu dælunnar þannig að hitinn frá henni eigi greiðan aðgang um rýmið. Best er að hafa innihurðir opnar ef mögulegt er til að tryggja góða nýtni.

Huga þarf að hitastýringum

Mikilvægt er að góðar hitastýringar séu til staðar svo hámarksnýtni náist á varmadælunni. Þegar loft/loft varmadælan er í góðum afköstum þá er mikilvægt að góðar hitastýringar dragi um leið úr álagi á ofnkerfið sem fyrir er, þannig næst hámarkssparnaður.

Frágangur utandyra.

Að ýmsu þarf að hyggja vegna frágangs utandyra. Passa þarf að dælan sé staðsett þannig að veðurálag sé í lágmarki og að ekki skafi mikið inn á hana. Gott getur verið að byggja yfir hana þannig að snjór setjist síður á dæluna.

Nýtnin minnkar í miklum kuldum

Einn gallinn við loft varmadælur er að í miklum frostum þá dregur verulega úr hagkvæmni varmadælunnar. Hér á landi eru vetur hinsvegar mildir og ætti íslenskt loftslag að henta loft varmadælum ágætlega. Hinvegar er mesta þörf fyrir hitun þegar frostið er mest og þá getur annar orkugjafi eins og viðarofn verið kærkomin viðbót til að létta á dælunni. Slík blanda er afar algeng í Noregi.

Loft/vatn

Loft/vatn varmadælur

Loft/vatn varmadælur gefa áreiðanlegri sparnað en loft/loft dælur þó svo að varmauppsprettan sé sú sama. Loft/vatn varmadælur tengjast beint inn á vatnsofnakerfi húsa og tengjast þannig dreifikerfi sem fyrir er. Þannig er tryggt að varminn skili sér í allt húsið ólíkt loft/loft varmadælum. Einnig nýtist varmadælan til að hita neysluvatn og því þarf ekki að draga frá neysluvatnsnotkun þegar hagkvæmni loft/vatn vatmadælu er metinn.

Loft/vatn varmadæla hentar allra best með gólfhita þar sem lægra hitastig er að jafnaði notað. Hefbundin ofnakerfi keyra oft á 60-80°C hita á meðan gólfhiti gengur á allt að helmingi minna hitastigi. Nýtni dælunnar tapast að nokkru við að keyra hitastigið svo hátt upp og heppilegra er að framleiða meira magn með minni hita.

Berg/vatn

Berg/vatn varmadælur

Almennt er aðgengi að stórum vatnsæðum eða innstreymisvatni í borholum ekki nauðsynlegt skilyrði fyrir varmadælur, heldur er hægt að hafa varmaskipti við allt borholuvatnið. Þetta er víðast hvar gert erlendis á stórum markaðssvæðum varmadælna, og eru varmaskiptin þá í raun við bergið sem holan nær í gegnum og vatnið miðlar varma bergsins yfir í varmaskiptavökva. Varmaskiptavökvinn er þá leiddur í alllöngum leiðslum í gegnum varmauppsprettu sem miðast að því að auka snertiflöt vinnslumiðilsins við varmauppsprettu (gildir almennt um varmaskipti). Lengd varmaskiptaleiðslanna fer eftir dýpt holunnar og þeim kröfum sem gerðar eru um það varmaafl eða varmaorku sem notast skal við. Hérlendis má sennilega reikna með um 50 W/m og árlegri varmaorku um 200 kWh/m, en það hefur ekki mælt nákvæmlega. Þetta þýðir að virkur hluti varmaskiptaleiðslanna skal vera um 200 m fyrir meðalhúsnæði.

Vegna hás hitastiguls hérlendis er líklegt að bergvarmadælur sýni talsverða rekstrarhagkvæmni og ekki ósvipaða vatn/vatn varmadælum. Ef um íbúðarhúsnæði er að ræða er þörf á upphitun nánast allt árið og rafmagnssparnaður hérlendis því hlutfallaslega hærri en í heitari nágrannalöndum. Varmaleiðni íslenska basaltsins er hins vegar lág (1,6-2,0 W/mK (Flóvenz og Sæmundsson (1993)) en stundum tvöfalt hærri í graníti (2,3-3,9 WmK (Surma og Geraud (2003))). Hér sannast þá aftur mikilvægi vatnsstreymis. Erfitt getur verið að ná góðri varmaupptöku í þurri holu en ef næst í grunnvatn á botni holunnar sem hefur hitastig í kringum 15-20 °C þá eru engin slík vandkvæði (Friðfinnur K. Daníelsson (2004)).

Vatn/vatn

Vatn/vatn varmadælur

Þau helstu atriði sem íhuga þarf við uppsetningu þessara dælna eru eftirfarandi:

• Staðsetning varmalindar: þarf vatnsdælu til þess að koma varmagjafanum að leiðslum vinnslumiðils?

• Stærð varmalindar: mun varminn sem varmadælan dregur úr vatnsuppsprettunni verða til þess að kæla vatnið?

• Er líklegt að vatn varmauppsprettunar muni frjósa?

• Eru líkur á rafmagnstruflunum sem t.d. stöðva rennsli varmagjafa og auka líkur á að hann frjósi í leiðslum?

Þegar vatni er dælt að varmadælunni þarf að koma fyrir vatnsdælu ofan í borholunni eða brunninum. Framrásarvatnið frá varmalindinni er leitt að varmadælunni og eftir varmaskipti við vinnslumiðil varmadælunnar er bakrásarvatninu komið aftur niður í jarðveg.

Rafmagnsnotkun vatnsdælu í borholu eða brunni verður að bæta við rafmagnsnotkun varmadælu þegar nýtnistuðull er metinn.

Huga þarf að vatnsgæðum varmalindar svo að líkur á stíflum eða tæringu í leiðslum og dælum séu hverfandi. Helst er saltvökvi (sjór) varasamur í þessum efnum og þá mælst til þess að varmaskiptar séu úr títan málmi eða ryðfríu stáli af gerðunum AISI 316L og SMO 254.