Press
Artikel i VVS-Forum nr 10 2016, fokus Teknik:
Billigt varmvatten med sol och värmepump
I ett industrihotell i Arvika laddar SoletAer för det stora genomslaget. Här tillverkar man en patenterad lösning av luftvärmepumpar som med hjälp av solen ska förse villor med billigt och energisnålt tappvarmvatten. VVS-Forum har tittat närmare på det integrerade systemet.
SoletAers system har en utedel med luftvärmepump och solfångare – SoletAer MDX – som monteras mot en solbelyst yttervägg. Bakom utedelens glasyta sitter en solplåt med två köldmedieslingor av kopparrör, ett som utgör värmepumpkretsens förångardel och ett som tillhör en termosifonkrets. Köldmediet är R134a. Termosifonen är en sluten krets där självcirkulation och hög värmeöverföring uppstår när temperaturen stiger. Under klart och soligt väder värmer termosifonen tappvarmvattnet helt utan elanvändning. De båda systemen jobbar separat från varandra men inte samtidigt. Värmepumpen startar när solinstrålningen inte kan värma varmvattnet. Under värmepumpdrift höjer solenergin förångningstemperaturen och värmepumpen kan jobba under gynnsammare förhållanden.
Underkylning ger gratisvärme
Normalt arbetar en bergvärmepump med vattentemperatur på 42 °C som värms upp till 50 °C, underkylningen är ca 2-3 °C. I SoletAer MDX styrs vattenflödet i slingan via en varvtalsreglerad cirkulationspump så att temperaturen i påfyllningen blir den rätta. Kondensatet kyls ned till omkring 20 °C av inkommande kallvatten och en extra underkylningen är gratisvärme, som annars inte används, förklarar Adam Fjaestad, innovatören bakom SoletAer. – Det är inte allt. Det går aldrig att värma vattnet till högre temperatur än det man värmer med har. Men i och med att vi har lägre flöde kan vi tillgodogöra den högre hetgastemperaturen och kan sänka kondenseringstrycket. Solplåten i utedelen fungerar också som en frostfälla som förlänger tiden mellan avfrostningarna eftersom den mesta frosten som bildas fälls ut på den. Dessutom sitter förångarens flänsbatteri och solplåten tillsammans med kompressorn i ett isolerat skåp och blir därför mindre nedkylda. Frontytan på flänsbatteriet är större i förhållande till djupet jämfört med vanliga luftvärmepumpar vilket också minskar avfrostningsbehovet. För att värmepumpen ska kunna vara i drift under kalla förhållanden ökas vattenflödet över kondensorn så att hetgastemperaturen sänks. Detta kompenseras genom att en elpatron i varmvattenkretsen startas för att få rätt temperatur på varmvattnet. Trots extra eltillsats ger lösningen COP över 1 vid driften. Att värmepumpen sitter utvändigt har ytterligare en fördel: skulle något gå sönder kan installatören enkelt komma åt, eller koppla bort tappvattnet och hänga av skåpet och ta med det för reparation eller service.
Varmvatten direkt
Utedelen kan kopplas till vilken större elektrisk varmvattenberedare som helst. Men SoletAer har en egen beredare som har vissa fördelar. Till exempel tas tappvarmvattnet ut i beredarens topp för att inte kylas av kallt vatten i botten. En vanlig varmvattenberedare tar i stället normalt ut varmvattnet i botten Om beredaren inte är fulladdad kommer varmvattnet att kylas på vägen av det kalla vattnet som skiktats i underdelen. Det betyder att temperaturen kan bli låg och användaren tror att varmvattnet är slut. Men det är inte det värsta med den traditionella lösningen, menar Adam Fjaestad. Då startar elpatronen som sitter längst ned, och rör om blandningen av tiogradigt vatten med det varmare vattnet så att det blir omkring 20 °C. Något senare, efter 15-30 minuter, är det 21 °C och så håller det på under 6-8 timmar tills beredare är uppladdad, förklarar han. I SoletAers varmvattenberedare sker laddningen av varmvatten i toppen och skiktningen behålls. Enligt Adam Fjaestad tar det cirka 15 minuter innan det åter går att få ut vatten för duschning. Elpatronen på 1 kW räcker gott och väl som reserv då det är riktigt kallt ute, menar Adam Fjaestad. Det kalla vattnet som pumpas till värmepumpen tas från botten i beredaren.
Montering i fyra linjer
Tillverkningskapaciteten i SoletAers nuvarande lokaler är upp till 3500 enheter per år med fyra parallella monteringslinjer. Här finns bland annat en egenutvecklad kontrollstation för täthetskontroll av värmepumpen. Istället för att använda en avancerad vacuumkammare fylls utedelen med helium och placeras i en omslutande kammare för provning under en timme. En sond stoppas sedan in i kammaren för att mäta heliumhalten i luften. Testproceduren ska garantera att det läcker ut mindre än 10 gram köldmedia per år, berättar Fredrik Karlsson. – Köldmediefyllningen i våra maskiner är för liten för att hamna under F-gasförordningen. Men vi har ändå satt ett värde. Dels är det miljöteknik och då ska vi inte släppa ut köldmedium, dels är det funktionen; med den utsläppsgraden kommer värmepumpen att fungera om 15 år, säger Fredrik Karlsson. SoletAers system styrs av ett enkelt mikorkontrollerkort, Arduino. Styrsystemet kommunicerar via Modbus och mjukvaran är utvecklad av SoletAer i C. I styrprogrammet kan installatören se driftdata från systemet, kurvor över temperaturer, larmhistorik och annat. Detta lagras och kan användas för att optimera funktion. – Det har varit ett otroligt bra verktyg när vi har optimerat logiken, säger Mattias Press, som utvecklar mjukvaran. Han förklarar att om systemet är uppkopplat mot internet kan användaren se systemet grafiskt samt övervaka och styra driften i mobiltelefonen. En display finns som tillval, men användarens möjligheter är begränsade till att exempelvis tvinga fram avfrostning, pausa driften eller ändra varmvattentemperaturen 10 °C upp och ned. Dessutom finns en boostfunktion som kan användas då man förväntar sig stor varmvattenanvändning. – Vi har många kunder som tycker att det är jättekul och verkligen engagerar sig och optimerar driften, säger Adam Fjaestad.
Styrkeprov i gym
I ett närbeläget gym finns en av SoletAers första installationer. Den är gjord av Tomas Nilsson, som driver Värme & Kylteknik med butik, ansluten till Bad & Värme. Han menar att det har fungerat bra trots att tappningen av varmvatten ibland varit hög. – Kunderna är jättenöjda. Utedelen ser bra ut och enheterna är smidiga att koppla in, säger Tomas Nilsson. Det kan krävas förklaring hos kunderna varför de ska lägga lite extra pengar på varmvattenberedaren. – När vi fått ut en volym så att de börjar prata med varandra så kommer det att slå igenom riktigt – när vi har hela villakvartersom idag har elberedare och luft-/luftvärmepumpar eller elradiatorer.
Jan Fredriksson, VVS-Forum nr 10 2016
VD Adam Fjaestad visar upp tekniken bakom SoletAer. Foto: Elma Pasalic
Gruppbild SoletAer. Foto: Elma Pasalic
Delägare Curt Pehrson och VD Adam Fjaestad tror starkt på SoletAers framtid.
