Sedan 2008 har Kopparstaden testat nya tekniska lösningar för att använda fjärrvärmereturen. Pionjärprojektet var i ett nybygge med totalt 46 lägenheter i kvarteret Hyttkammaren i Falun. Här designades energicentralen med två små värmeväxlare för att direktväxla fjärrvärmereturens 45-gradiga vatten till radiatorer och golvvärmekretsar samt till förvärmning av tappvarmvattnet från 7–8 grader till dryga 40 grader
– Den sista spetsen av varmvattnet upp till 55 grader står den prima fjärrvärmen för som även värmer tillluften, berättar Kenneth Ahlström, energi- och miljöchef på Kopparstaden.
Förutsättningen för att klara uppvärmningen med en låg temperatur är att flödet i fjärrvärmereturen är tillräckligt högt och att radiatorerna dimensioneras därefter.
För dagen – i början av mars – är det minus fyra grader i Falun och drygt hälften av energibehovet i fastigheten tas från returvärmen.
– Det blir en stor besparing för vi betalar ingen effekttaxa och får 10 procent i rabatt per kWh. När vi kramar ur värmen ur returvärmen sänker vi temperaturen innan returen når fjärrvärmeverket, vilket ökar verkningsgraden i hela systemet. Det blir en ren winwin-situation, säger Kenneth Ahlström.
Vi klarar uppvärmningen ner till minus 10 grader utan tillskott från primärkretsen, bara returvärmen ligger på minst 45 grader.
Bra samarbete mellan energiföretaget
Idén till pionjärprojektet kom från den dåvarande chefen för fjärrvärmen på Falu Energi & Vatten, Bengt Östling. Precis innan Östling slutade 2016 som fjärrvärmechef drev Kenneth Ahlström ett liknande projekt i kvarteret Teatern där 87 lägenheter skulle byggas med en utveckling av idén. Lite osäker på den nya chefens inställning till experimenterandet med fjärrvärmen gick Kenneth Ahlström upp med ritningarna till Bengt Östling på hans sista arbetsdag för godkännande och fick ett påskrivet avtal med sig.
– Men mina farhågor var helt ogrundade och samarbetet mellan energi- och bostadsbolaget kan inte bli mycket bättre. Teknisk utveckling som gynnar miljön och Falu kommun är ett av våra gemensamma intressen, säger Kenneth Ahlström. Uppvärmningen av huset i det gamla teaterkvarteret sker helt med fjärrvärmereturen medan varmvattnet produceras av primär fjärrvärme.
– Vi klarar uppvärmningen ner till minus 10 grader utan tillskott från primärkretsen, bara returvärmen ligger på minst 45 grader.
Flödet kan byta riktning
Nu ska konceptet vidareutvecklas ytterligare i ett kommande punkthus med 12 lägenheter i det nya bostadsområdet Surbrunnshagen i centrala Falun. Ett projekt som för övrigt gav Kopparstaden allmännyttans pris för Bästa klimatprojekt 2022. I det nya huset har tekniken i energicentralen ytterligare skruvats upp för att fjärrvärmereturens 49-gradiga vatten ska klara både uppvärmning av huset vid utetemperaturer ner till minus 26 grader samt varmvattenproduktion.
Dock behövs två små värmepumpar på 500 W vardera för att spetsa varmvattnet de sista 7–8 graderna till legionellasäkra 55 grader. För att säkra varmvattentillgången ingår även två stycken 250-liters ackumulatortankar i systemet.
– Vi ska även installera en passiv bergvärmeteknik där ett GeoFTX-aggregat kopplas till ett 200 meter djupt borrhål som förvärmer uteluften cirka 6 grader på vintern och ger kyla vid behov på sommaren. Även pionjäranläggningen ska uppdateras med GeoFTX-teknik.
Konceptet går under namnet Fjärretur 2.0. Någon primär fjärrvärme behövs inte alls längre och elen som de små värmepumparna förbrukar ska produceras av väggintegrerade solceller och lagras i ett batteri för att varmvattenproduktionen ska bli självförsörjande på el.
För att dimensionering av energicentral och radiatorer skulle bli korrekt fick Kopparstaden hjälp av energibolaget, Falu Energi & Vatten, som gjorde en förstudie av temperaturer och flöden i områdets fjärreturledning.
– Huset döpte vi till X-huset, en ordlek med Exercishuset som tidigare låg här på det gamla militärområdet och Experimenthuset som det nu handlar om. Men tyvärr har de ökande byggkostnaderna försenat projektet, berättar Kenneth Ahlström.
Testrigg på garagegolvet
Innan X-huset projekterades byggde han en testrigg hemma på garagegolvet för att se om varmvattenproduktionen skulle fungera som tänkt i X-huset. Först testades riggen – en värmepump på 500 W och en varmvattenberedare avsedd för en villa – i stadens verkstad. Därefter installerades den i ett befintligt hyreshus med 14 lägenheter, där den har producerat varmvatten i ett och ett halvt år nu. För att förhållandena skulle vara identiska som i det kommande X-huset manipulerades den ordinarie varmvattenproduktionen till att värma till knappa 49 grader istället för normala 55 grader.
– Testriggen har fungerat perfekt och har halverat energiåtgången på sommaren då den största besparingen görs. På ett år förbrukade värmepumpen 2 000 kWh. Kör vi den i ett par år till så har vi fått tillbaka pengarna vi la på riggen, säger Kenneth Ahlström.
För varje grad som returvärmen sänks ökar fjärrvärmeproduktionens totala verkningsgrad.
På fyra platser i Falun används returvärmen för att hålla ytor isfria på vintern, bland annat vid centralstationen och på idrottsanläggningen Kopparvallen.
– Anledningen till att det går att nyttja returen är att värmeväxlarna i många fastigheter är ineffektiva med ett lågt temperaturuttag. För varje grad som returvärmen sänks ökar fjärrvärmeproduktionens totala verkningsgrad då vi kan plocka ut högre effekt i rökgaskondenseringen. Hela systemet vinner på en lägre returtemperatur, säger Mats Andersson, distributionschef för fjärrvärme och kyla på Falu Energi & Vatten.
Kan uppstå problem
Dock kan problem uppstå när man utnyttjar returvärmen – flödet kan byta riktning i beroende på hur fjärrvärmeledningarna ansluter till varandra i området. Det kan göra att den egna returen pumpas tillbaka och på så vis gradvis sänker temperaturen med minskat energiuttag som följd. Detta fenomen kan uppstå vid vissa driftfall vid Kopparvallens markvärmeanläggning.
– Det är något man måste vara uppmärksam på och vi gjorde noggranna studier av flödet i fjärrvärmeledningarna vid kvarteret Furiren där X-huset ska byggas, men inget som såg problematiskt ut upptäcktes, säger Mats Andersson.
Hur stor potentialen är för att nyttja returvärmen är svårt att räkna ut, enligt Mats Andersson, men andra fastighetsbolag har visat intresse för tekniken och energibolaget har fått en förfrågan om att leverera returvärme till en växthusodling.
I norra delen av Falun håller ett nytt industriområde på att växa upp med stora datahallar. Här använder Falun Energi & Vatten restvärmen från en datahall till att torka spån – och stora mängder lågtempererade restströmmar kommer snart att finnas tillgängliga.
– Det skulle vara en dröm att kunna använda denna överskottsvärme till uppvärmning av hus. Det är i dessa lågtempererade restenergier som den verkliga potentialen för tekniken finns, avslutar Kenneth Ahlström.
Prisbelönt koncept
I kvarteret Hyttkammaren i Falun designades energicentralen med två värmeväxlare för att direktväxla fjärrvärmereturens 45-gradiga vatten till radiatorer och till förvärmning av tappvarmvattnet.
Nu ska konceptet vidareutvecklas ytterligare i ett kommande punkthus – X-huset – i bostadsområdet Surbrunnshagen. Varmvattnet ska förvärmas från 6–7 grader till 47–48 grader med fjärrvärmereturen som värmepumpen spetsar upp till 55 grader.Kopparstaden fick Allmännyttans pris för bästa Klimatinitiativ i kategorin Effekttoppar och förnybar energi 2022 för denna lösning.
Anders Kristensson
