Bruk av smartstyring og varmepumpe for å spare penger

Abstract

I denne oppgaven har jeg skrevet om bruk av varmepumpe og smartstyring for å spare strøm og penger ved oppvarming av vann i varmtvannstank. Det er gjort to førsøk på å varme opp varmtvann med varmepumpe som ikke ga forventet resultat. Først var planen å varme opp vannet i varmtvannstanken under forsøket med en CO2 varmepumpe til 60 °C og ekstrapolere verdier fra 60 °C opp til 70 °C for å regne ut forbruk av strøm for oppvarming med varmepumpe fra ca. 7 °C til 70 °C. Under andre forsøk ble det klart at varmepumpen ikke kunne varme opp vannet i varmtvannstanken til mer enn 40 °C. Det ble da bestemt å regne videre på resten av verdiene teoretisk. CO2 varmepumper kan varme opp tur vann til høy temperatur, men jobber ineffektivt med høy retur temperatur på vann (over 50 °C). Det ble derfor bestemt å velge et arbeidsmedium til varmepumpen som kunne varme opp tur vannet til høy temperatur og som tålte høy retur temperatur. Propan ble valgt som arbeidsmedium. For å se videre på et eksempel av en propan varmepumpe ble varmepumpe Nibe S2125 valgt. Deretter ble det gjort manuelle utregninger på hvor mye penger man kan spare ved å bruke varmepumpe i forhold til strømoppvarming, smartstyring i forhold til ikke smartstyring og smartstyring og varmepumpe kombinert. Resultatene ble at man kan spare ca. 23% med smartstyring, ca. 63% med varmepumpe og ca. 72% med smartstyring og varmepumpe kombinert. For en gjennomsnittlig norsk familie på fire med strømprisene fra 2022 tar det 626 dager å spare inn et ettermonterbart smart kit til varmtvannstank, 1 166 dager å spare inn en ny smart varmtvannstank og 5 341 dager å spare inn en luft-vann varmepumpe som bare er brukt til oppvarming av varmt tappevann. Smart varmtvannstank og varmepumpe kombinert (her er det tatt noen forbehold) tar 5 087 dager å spare inn. Konklusjonen er at smart oppvarming av varmtvann er en god investering for den gjennomsnittlige norske familien, spesielt med støtte fra Enova. Og at luft-vann varmepumpe er mest økonomisk å installere sammen med vannbåren oppvarming.

This thesis is about the use of heat pumps and smart controllers to save electricity and money on heating hot water. There have been done two experiments of heating water with a heat pump that did not give the expected results. The first plan was to heat up hot water with a CO2 heat pump to 60 °C and extrapolate the results from 60 °C to 70 °C to calculate how much energy is needed to heat water from 7 to 70 °C. During the second experiment it became clear that the heat pump could in fact not heat the water to more than 40 °C. It was then decided to do a theoretical calculation on the rest of the values in this thesis. CO2 heat pumps can deliver high heat output water, but works inefficiently with high temperatures on the return water (over 50 °C). It was therefore decided to choose a heating medium for the heat pump that can deliver high temperatures as well as works with high return temperatures. Propane R290 was selected as the heating medium of choice. Heat pump Nibe S2125 was chosen to look closer at an example of a propane heat pump. Manual calculations were then done to find out how much money you could save by using a heat pump instead of electrical heating, smart control of heating instead of heating without smart control and smart control of a heat pump compared to electrical heating without smart control. The result is that it is possible to save approximately 23% with a smart controller, approximately 63% with a heat pump and approximately 72% with a smart controller and a heat pump combined. For an average Norwegian family of four with electricity prices from 2022 it takes about 626 days to recoup the cost of a retrofitted smart controller kit, 1 166 days to recoup the cost of a new smart hot water tank and 5 341 days to recoup the cost of a air-water heat pump used only for heating tap water. It takes 5 087 days to recoup the cost of a smart hot water tank combined with a heat pump. The conclusion is that a smart hot water tank is a good investment for the average Norwegian family, especially considering the grants from Enova. And that a air-water heat pump makes most economical sense to install combined with a hot water central heating system.