Varmepumper i hushald. Analyse av endringar i effektforbruket hos hushald med panelomnar og vedfyring ved installasjon av ulike typar varmepumper

Abstract

Sidan oljekrisa på 1970-talet som førte til ein gradvis overgang frå bruk av oljekjelar og parafinkaminar til panelomnar og varmepumper, har andelen elektrisitet stadig auka mens andelen av olje har vore redusert. Andelen av elektrisitet hos hushalda utgjer i dag om lag 79 % av den samla energibruken hos hushalda i Noreg. Dette høge forbruket av elektrisitet hos hushalda bidreg til å skape problem med høge effekttoppar i kraftnettet som igjen skapar problem for kraftdistributørar og er med på å forme dimensjoneringa av distribusjons- og transmisjonsnett

Eit av tiltaka for å redusere energibruken i bygningar er å erstatte mindre effektive oppvarmingssystem som til dømes bruk av panelomnar med eit meir energieffektivt system slik som til dømes ei varmepumpe. Tiltak som reduserer energiforbruket til oppvarming vil også kunne dempe høge effekttoppar både på kalde dagar og på dagar i andre delar av året. Spørsmålet er korleis varmepumper vil kunne påverke effektforbruket til hushald.

Oppgåva forsøkjer å svare på dette ved å analysere teoretiske installasjonar av to ulike typar varmepumper som skal dekkje grunnlast i to ulike typar hushald som har ulike oppvarmingssystem, for å sjå korleis effektforbruket over døgnet blir å endre seg ved bruk av varmepumpe. Dei to ulike typane varmepumpe som har vore brukt i oppgåva er luft-luft varmepumpe og luft-vatn varmepumpe, der luft-luft varmepumpene har dekkja forbruket til oppvarming av rom og luft-vatn varmepumpene har vore brukt til å dekkje forbruket til oppvarming av rom og tappevatn.

I oppgåva har det vore brukt faktiske effektforbruksmålingar frå hushald i kundenettet til Skagerak Nett. Til saman har effektforbruket til åtte hushald vore analysert der to av hushalda brukte berre panelomnar til oppvarming mens seks hushald brukte vedfyring i tillegg til panelomnar. I lag med målingane er det brukt teoretiske føremålsfordelingar mellom energiføremåla oppvarming av rom, oppvarming av tappevatn, elspesifikk energibruk og lyssetjing til å bestemme effektforbruket til hushalda.

Resultata frå analysen syner at differansen mellom effektforbruket før og etter installasjon av varmepumpe blir størst ved bruk av luft-vatn varmepumpe. Samanlikna med det gamle oppvarmingssystemet blir effektforbruket redusert over heile døgnet. Den største differansen mellom før og etter installasjon av varmepumpe er om morgonen når bebuarane står opp og det totale effektforbruket er høgst. Differansen er deretter nest størst om ettermiddagen og kvelden, når forbruket stig ettersom bebuarane kjem heim frå skule og/eller arbeid.

Det er ikkje teke omsyn til påverknadar på effektforbruket som følgje av bruk av vedfyring og det er ikkje undersøkt kva verknadar som følgje av rebound-effektar eller av forbruk til kjøling om sommaren vil ha å sei for effektforbruket til hushalda. Resultata frå denne oppgåva kan brukast som utgangspunkt for vidare arbeid eller som grunnlag for liknande oppgåver eller analysar.

Abstract Since the oil crisis in the 1970s, which lead to a gradual shift from oil-fired boilers and kerosene stoves to use of electric heaters and heat pumps, the proportion of electricity has steadily increased while the share of oil have been reduced. Today the share of electricity in households constitute approximately 79 % of the total energy use in households in Norway. This high consumption of electricity in households contribute to create problems with high power peaks in the power grid, which in turn creates problems for power suppliers, and makes an impact on the size of the supply and the transmission networks. One of the measures to reduce energy use in buildings is to replace less efficient heating systems such as the use of electric heaters with a more energy efficient system such as for example a heat pump. Measures that reduce energy consumption for heating will also curb high power peaks on both cold days and on days in the rest of the year. The question is how heat pumps could affect the power consumption of households. This thesis attempts to answer this by analyzing two theoretical systems consisting of two different types of heat pumps to cover base load in two different types of households that have different heating systems, in order to see how the power consumption changes with the use of heat pumps. There are two different types of heat pumps used in the thesis, which are air-air heat pumps and air-water heat pumps, where air-air heat pumps have covered the consumption for heating rooms and air-water heat pumps used to cover consumption for heating rooms and hot tap water. It has been used actual power measurements from households in the customer network to Skagerak Nett. Together, the power consumption of eight households have been analyzed, where two of them only used electric radiators for heating and the last six households used fuelwood in addition to electric heaters. Together with the measurements, it has been used theoretical purpose distributions between the different energy purposes: Heating of rooms, hot tap water, electric energy use and lighting in order to determine the power consumption of the households. Results of the analysis suggests that the difference between the power consumption before and after the installation of the heat pump is greatest using air-water heat pump. Compared with the old heating system, the power consumption with the heat pumps installed becomes reduced throughout the day. The biggest difference between the power consumption before and after the installation of the heat pump is in the morning when the residents gets out of bed 5 and the total power consumption is at its highest. The difference is second largest in the afternoon and the evening when the consumption rises as residents come home from school and/or work. This thesis no not take into account the impacts on power consumption due to the use of fuelwood and it is not examined what effects as a result of rebound effects or consumption for cooling in summer will have on power consumption of households. The results of this thesis may be used as a basis for future work or as a basis for similar projects.