Ämne: Hur kraftig värmepump kan vi ha med existerande borrhål?

[Bromma1927]

Vår bergvärmepump fyller snart 18 år och jag funderar (kanske mest teoretiskt) lite på framtiden, huruvida vi kan och borde ha en värmepump med högre effekt.

Villa från 1927 i Stockholmsområdet med Atemp runt 260kvm (källare+2 våningar+vind). Radiatorer samt ca 54kvm golvvärme.
Har idag en IVT Greenline HT Plus C9 (9kW) installerad april 2006. Borrhål 180m, 10m ner till grundvattnet enligt brunnsarkivet => 170m aktivt hål?

Dygnet med högst elförbrukning i vinter (7 jan 2024: -12° dygnsmedeltemperatur) så drog huset 150kWh i elektricitet (men kallast dygnet -14.4° den 19 jan förbrukades det bara 141kWh). Dra bort säg 12kWh för hushållsel: 138kWh. Detta ger en genomsnittlig effekt på 5.75kW. Antag att av detta är 3kW för själva värmepumpen och resterande 2.75kW för eltillskottet. Antag COP=3 så genereras 3*3+2.75 = ~12kW värme som huset behöver för att upprätthålla innetemperaturen (ca 21°) vid -12°. Vid sådana låga temperaturer är KBin 0.9-1.0°. Tyvärr är KBut-sensorn trasig och KBut rapporteras till typ 90°.

(Antagande) Om man dimensionerade värmepumpen för max effekt (vid -12°) så skulle man valt en pump på 12kW och eltillskottet skulle inte behövas vid denna temperatur (det kan dock bli kallare, lägsta tempen i Stockholmstrakten jag erfarit var -25°).

Kan man ta ut mer värme ur det existerande borrhålet och då använda en värmepump med högre effekt och på så sätt undvika (eller minska) användandet av eltillskott? Eller skulle KBin/KBut sjunka till osunda nivåer?

Är antagandena korrekta?
Hur förändras COP med tex KBin eller andra parametrar?
Behöver vi mäta KBut korrekt? Är det läge för att byta ut denna sensor när värmepumpen kanske bara har några år kvar?

[Rickard]

Bara med kompressorn effekt skulle det där ge ett effektbehov på 83 W/m2 när förbrukningen var 150 kW på ett dygn, det låter som oerhört hög förbrukning i mina ögon.
Om jag tolkar dig rätt så är det ett litet hus men i flera våningar, källare, två våningar + vind innebär i mina ögon att ni värmer 4 plan i huset.
Man brukar räkna med att en källare har rätt låga effektbehov då dess väggar inte utsätts för utomhustemperaturen på samma sätt som delarna ovan mark. Runt 50% effektbehov där.
MArkplan brukar man räkna med ca 100% effektbehov, och våningar ovanför denna får skapligt stora delar av sin värme från markplanet, kanske  35-50% även där.
Huset, om det har någon isolering alls, och är rimligt dragfritt, borde inte behöva mer än ca 70 W/m2 i markplan, och säg 35 W/m2 på övriga plan.
Om varje våning är 65 m2 så blir det.
I markplan: 4.55 kW
Övriga plan: 2,275 kW/plan
3 X 2,275 kW = 6,825 + 4,55 = 11,375 kW effektbehov

Med plusgrader in har du lite marginal, i norra Sverige är det ovanligt att man håller sig över 0 grader på inkommande i en bergvärmeanläggning, så det är inte onormalt, även om det förstås är bättre ju varmare KB man har.

Man brukar räkna med att man kan ta ut upp till 40W/meter borrhål vilket blir 6,8 kW i ditt fall, om kompressorn drar 3 kW så blir uteffekten då 9.8 kW.
Naggar du lite på marginalerna så visst borde du kunna sätta in en 12 kW värmepump.

Om jag räknat någorlunda rätt så har du idag en effekttäckningsgrad på ca 70% och det brukar ge ca 99% energitäckningsgrad.
Det innebär i sin tur att en kraftfullare värmepump bara belastar berget med ytterligare 1% energi sett över året.
En större pump kommer alltså bara belasta borrhålet marginellt mer.
Du kanske får vara lite uppmärksam om det blir väldigt kallt ute under en lång period, det skulle kunna göra att du får kallare KB än önskvärt, vilket i värsta fall skulle kunna göra att det fryser i borrhålet och slangarna komprimeras.
Det är dock mycket ovanligt att slangarna komprimeras även om det blir 2-3 minusgrader på inkommande KB, för att det ska ske krävs speciellt förhållanden i borrhålet.
I princip krävs att borrhålet är helt tätt, och att det fryser från två håll så att vattnet mellan de två isklumparna komprimeras av isens expansion.
Det är som sagt ovanligt och sker oftast om man har långt foderrör, i foderröret, OM det finns ett grundvattenflöde som håller "mittenpartiet" av foderröret tinat längre än toppen och botten av foderröret.

Min rekommendation är att du köper en 12 kW värmepump när det är dags att byta.

Och isolera huset!
Se till att det finns lister i fönster och isolera vinden först och främst, vill du gå längre, byt ytterdörrar, balkongdörrar och fönster.

[Roland]

Behöver huset 12 kW när det är -12 ute betyder det att husets värmeläckage är runt 380 W/K. Jag tycker det är ett rimligt värde med tanke på husets storlek och byggnadsår.

Det är normalt inget problem med någon minusgrad eller två på inkommande köldbärare så det bör vara möjligt att öka effektuttaget från berget. Två grader lägre köldbärartemperatur ökar värmeuttaget med ca 25%, bergets temperatur i mellersta Sverige är ca 7 grader. Håller med Rickard i hans resonemang, har inget att tillägga där.   

Köldbärargivaren är fuktskadad. Med lite tur kan man få den att fungera om man demonterar den och ugnsbakar den, 60 grader räcker. Problemet är att oftast sitter de så illa till att det inte är värt besväret. Det är inte nödvändigt att veta temperaturen på utgående köldbärare men det underlättar vid felsökning på kalla sidan.

Varje grad lägre köldbärartemperatur minskar COP med ca 2% om det är radiatorer i huset men värmeuttaget från berget kommer inte att ändras med en kraftigare pump såvida inte nya pumpen har avsevärt bättre verkningsgrad.     

[Bromma1927]

Jag tror faktiskt att huset är ganska energisnålt för att vara från 1927. Under 2023 var den totala elförbrukningen 14600kWh. Subtrahera 5000kWh för hushållsel (tre personer i hushållet) så blir det 9600kWh för värme och varmvatten. 9600kWh / 260kvm (Atemp) = 37kWh/kvm. Multiplicera med 1.8 (energideklarationens viktningsfaktor för el) = 66.5kWh/kvm. Det är faktiskt energiklass B vilket jag anser vara bra för ett snart hundra år gammalt hus. Mäter man upp Atemp och hushållselförbrukningen mer exakt än min uppskattningar så kanske man hamnar i den nedre delen av energiklass C. Det är just när temperaturen sjunker under -10°..-12° som elförbrukningen skjuter i höjden, det är väl eltillskottet som då (ineffektivt) genererar den extra uppvärmningen.

Husets byggnadsarea är 82kvm men på bottenvåningen har vi också byggt till en uppvärmd vinterträdgård om 18kvm (under finns ett icke-uppvärmt källarutrymme) så 82+100+80+snedvind. Vinden är inredd och isolerad på 80- eller 90-talet (av tidigare ägare), annars är isoleringen original (träspån i väggarna). Blandning av kopplade tvåglas (med energiglas i innerrutan), treglas isoler samt tvåglas isoler+energiglas (vinterträdgården). Mha IR-kamera har jag kontrollerat att alla fönster är tätade. Men jag har noterat att en av dörrarna till vinterträdgården har allvarliga problem med läckage som jag bara hjälpligt åtgärdat, skall göra ett bättre jobb när våren kommer.

Enligt era svar så skulle det vara möjligt att ha en kraftigare värmepump och ta ut mera värme från existerande borrhål. Moderna pumpar kanske också är bättre på att övervaka KBin och KBut och minska effektuttaget från berget om det börjar frysa? Eller de bara varnar? Vad gör man då?

[Josth]

Ja moderna varvtalsstyrda värmepumpar kan normalt dra ner på effekten på kompressorn om borran blir för kall och anpassa effektuttaget. Låter som det skulle kunna passa väldigt bra hos dig. Men man får normalt räkna med att el-patronen behövs lite grann när det blir som allra kallast på året. Det är dock förhållandevis få timmar/dygn och har ytterst liten påverkan på årsförbrukningen. 

[Rickard]

Jag skulle inte aktivera KB-temp-regleringen på en bergvärmepump om jag inte hade stenkoll på den, den kan börja bromsa effekten alldeles i onödan.
OM det skulle visa sig bli några problem med borrhålet (Typiskt att det trycks ut KB-vätska via säkerhetsventilen för att det börjar frysa i borran), först då skulle jag låta styrningen begränsa uteffekten på värmepumpen.
Jag gissar att det finns hundratals, om inte tusentals moderna effektstarka bergvärmepumpar som går med lägre uteffekt än den klenare värmepump de ersatt, just för att säljare och installatörer är så kåta på att aktivera den funktionen.
"Det skyddar borrhålet och reglerar automatiskt effekten på ett nästan omärkligt sätt"

Jovisst, det märks när fakturan ska betalas och den har gått på elpatron mer än den gamla on/off-värmepumpen...

[Börje__]

Ang fruset vatten i borrhålet.

Någon som har satt en maxgivare på nivåkärlet som styr ner vpn och larmar då detta börjar hända?

[Roland]

Om protokollet från borrningen finns kvar brukar det finnas en uppgift om hur mycket vatten det kom när man borrade, dvs hur borrhålet fungerar som vattenbrunn. Kom det vatten är det sprickor i berget. Sannolikheten är då liten för att borrhålet ska frysa igen så att slangarna kläms ihop. Har protokollet förkommit kan borrhålet finnas registrerat i brunnsarkivet.

Det finns enligt min mening en överdriven rädsla för att borrhål ska frysa igen och ställa till med problem. Ungefär en tredjedel av värmeöverföringsmotståndet finns i själva borrhålet. Det betyder att det kan vara ett antal minusgrader i snitt på köldbäraren och det ändå är minst noll grader någonstans vid borrhålskanten som kan ge tryckutjämning. 

[Rickard]

Jo, enligt den forskning jag sett på området så verkar det nästan uteslutande vara i foderrören det fryser, och då är det ofta stora borrdjup ned till berg, och det finns ett lager av grus någonstans i mitten av foderröret där vatten flödar och håller delar av foderröret isfritt, medan det fryser uppifrån och ned, och nedifrån och upp.
Till sist blir trycket i mittenpartiet så högt att slangarna komprimeras.
Det ska som sagt många olika förutsättningar till för att det ska kunna ske, så jag skulle personligen inte aktivera något skydd innan jag hade någon form av indikation på att det håller på att ske.
En tryckmätare och en logger vore väl det mest effektiva sättet att avläsa detta på, och få larm om något var på väg att hända.
En nivågivare kan förstås också fungera, men det kräver ju att den loggas och kan ge larm för att man ska ha nytta av den.
Jag kan ju dels se nivån i nivåkärlet, och avläsa trycket på en manometer, så manuellt är det ju inga problem.
Min rekommendation för alla som installerar bergvärme är ett genomskinligt nivå/tryckkärl.
Om det inte ingår i leveransen, köpt ett.

[Börje__]

En tryckmätare och en logger vore väl det mest effektiva sättet att avläsa detta på, och få larm om något var på väg att hända.
En nivågivare kan förstås också fungera, men det kräver ju att den loggas och kan ge larm för att man ska ha nytta av den.
Jag kan ju dels se nivån i nivåkärlet, och avläsa trycket på en manometer, så manuellt är det ju inga problem.
Min rekommendation för alla som installerar bergvärme är ett genomskinligt nivå/tryckkärl.
Om det inte ingår i leveransen, köpt ett.

Ett annat enkelt sätt kan vara att köpa en billig wifi kamera tex en Tapo C200 och montera vid nivåkärlet och bara enkelt kontrollera nivån dagligen via mobilen, då det är många minus ute.
Eller så gör man bara detta efter att det först hänt en gång, vilket verkar vara ganska sällsynt, förstår jag på er.

[Rickard]

Mmm, problemet kan väl vara att kollektorn är körd om det händer en gång.
Vet inte om så är fallet, men det skulle ju i alla fall kunna vara så.
Men man tycker ju att lite värme (så isen smälter i alla fall) och tryckluft borde kunna pressa ut eventuellt komprimerade partier skapligt i alla fall.

[Börje__]

Jag har för mej att jag någonstans läst att Daikins cp alltid går på max så man får högt flöde och lågt delta på brinen, och att eventuellt detta också ger en möjlighet till övervakning.

Skulle jag köpa en något för stor pump till mitt borrhål så skulle jag syna funktionen "borrhålsövervakning" vad det exakt innebär och fungerar, och om det t.ex. bara alltid ställs in med marginal, så tex elpatronen går in alldeles för tidigt och ruinerar mej.

[Bromma1927]

Nivåkärlet, var finns detta?

I hörnet av källaren där kollektorslangarna lämnar huset så finns det ett större plastkärl med extra köldbärarvätska. Partikelfiltret sitter under. När man rengjort partikelfiltret så kan man fylla på med mera vätska. Men vad jag minns så kan man inte se någon nivå. Men jag kanske inte heller visste vad jag skulle leta efter.

Rensa kollektor-partikelfiltret har jag bara gjort någon enstaka gång. Det var närmast helt rent. Det kändes mest som en risk att hålla på att pilla här och systemet är väl helt slutet så smuts kommer inte in. Partikelfiltret i radiatorsystemet är en annan sak, det geggar igen med rost. Rengörs inför varje vinter.

[Roland]

Plastkärlet med köldbärarvätska = nivåkärlet. Vätskeytan syns tydligt om man lyser med en lite uppåtriktad ficklampa från sidan. Filtret på köldbärarsidan behöver sällan rengöras när man har fått bort skräpet från monteringen.

Att partikelfiltret i radiatorsystemet geggar igen är för mig en varningssignal som betyder att det någonstans läcker in luft i systemet som orsakar korrosion.

[Bromma1927]

Vi har gjort en hel del renoveringar och tillbyggnader 2017-2022 med nydragna rör, nya eller utbytta radiatorer, vattenburen golvvärme så det är nog inte så konstigt att det kommit in luft i systemet samt att vi tvingats fylla på med mer vatten. Mycket rördragning är annars gammal, mycket järnrör, de rostar väl när det kommer in färskt syrerikt vatten. Senaste rengöringen nu i början av november så var det inte så allvarligt. Jag har inte heller behövt lufta radiatorerna varken denna eller förra vintern.