I takt med att moderna byggnader får allt lägre värmebehov blir tappvarmvattnet en allt större del av den totala energianvändningen. Dagligen används mycket energi i flerbostadshus för att värma varmvatten och energin går sedan i princip förlorad genom att allt vatten spolas ut.
Värmeåtervinning ur spillvatten
Energin i spillvatten kan återvinnas genom passiv eller aktiv värmeåtervinning.
Passiv värmeåtervinning bygger på att spillvattnets värme överförs direkt till kallvatten genom en värmeväxlare utan att någon extern energi tillförs. Det gör systemet enkelt och driftsäkert men innebär att återvinningen blir relativt begränsad. Vanligtvis kan omkring 10–25 procent av energin ur spillvattnet återvinnas.
Aktiv värmeåtervinning använder i stället en värmepump som kan utvinna betydligt mer energi ur spillvattnet. Detta gör att systemet ofta når 50–70 procents återvinning eller mer, men till priset av högre komplexitet, större utrymmesbehov och ett visst elberoende. I det aktuella fallet i Umeå används aktiv värmeåtervinning med värmepump.
Byggd för framtidens flerbostadshus
I det nybyggda kvarteret Vagnsboden i Umeå har Bostaden installerat sin andra anläggning som med värmepump återvinner energi från spillvatten. Den har varit i drift i ett år och har hittills levererat stabil drift och mycket goda energiprestanda.
– Systemet är mer komplext än traditionell fjärrvärme och kräver därför något mer tillsyn och kompetens. Efter utbildning vid uppstart uppskattar vi 10–20 timmars extra arbete per år, säger Thomas Edström, energistrateg på Bostaden i Umeå.
I hjärtat av systemet finns en serie tankar och komponenter som tillsammans gör det möjligt att utvinna energi ur spillvattnet. Det första steget är en tank i en pumpgrop där spillvattnet finfördelas. Därefter leds det vidare till tre bufferttankar som jämnar ut flödena innan vattnet når kollektortanken. Där finns energikollektorer som arbetar tillsammans med värmepumpen och fångar upp energin som annars skulle ha gått förlorad.
Som ett borrhål fast för spillvatten
Thomas Edström beskriver kollektortanken som motsvarigheten till ett borrhål i en geoenergianläggning, men anpassad för spillvatten. Den lagrar den återvunna energin och gör den tillgänglig för värmepumpen som sedan anpassar värmeproduktionen efter fastighetens behov.
– Vi räknar hem detta på 17 år. I kalkylen har vi räknat med prisutveckling både på el- och fjärrvärmesidan. Solcellsanläggningen gör oss dessutom mindre känsliga för elprisökningar, säger Thomas Edström.
En av de viktigaste komponenterna i lösningen är det integrerade styrsystemet. Det övervakar temperaturer, nivåer och flöden, och optimerar kontinuerligt hur energin används. I första hand prioriteras uppvärmning av inkommande kallvatten, som höjs från cirka 7 grader till omkring 35 grader med värmepumpen. Därefter spetsas varmvattnet till 55 grader med fjärrvärme. När varmvattenbehovet är lågt producerar systemet i stället värme.
Solceller som kompletterar
En värmepumpslösning innebär alltid en viss ökning av elförbrukningen. Men i Vagnsboden kompenseras detta av en omfattande solcellsanläggning på cirka 300 kvadratmeter med en installerad toppeffekt på 45 kWp (det vill säga den maximala effekt som solcellerna genererar vid full solinstrålning).
Den förväntade årsproduktionen ligger nära 40 000 kWh. Solenergin bidrar till att sänka driftkostnaderna och gör energisystemet mer resilient över året.
Efter ett års drift visar anläggningen mycket goda resultat:
Elförbrukning: 46 000 kWh
Producerad värme: 228 000 kWh
SCOP-värde: 5
Den höga verkningsgraden över året (SCOP‑värdet*) beror på att värmepumpen arbetar i det optimala temperaturområdet 30–35 grader, vilket är en direkt effekt av spillvattnets relativt höga utgångstemperatur.
Bostaden ser värmeåtervinning från spillvatten som en viktig del av framtidens energisystem i flerbostadshus.
När klimatskalen förbättrats och ventilationen effektiviserats är potentialen för nya energibesparingar betydligt större i tappvarmvattnet än i uppvärmningen av själva byggnaden.
