Samantekt ráðstefnu Lagnafélags Íslands um varmadælur

Sveinn Áki Sverrisson véltæknifræðingur BSc MPM

„Það er hreint brjálæði að hita hús með rafmagni“ hafði einn fyrirlesarinn á ráðstefnu Lagnafélags Íslands  að orði. Með  rafmagni má gera margt eins og að ryksugu, hita hús, horfa á sjónvarp, hlaða síma, rista brauð á meðan að jarðvarmi hefur eingöngu þá geta af þessari upptalningu að hita hús moð volgt.

Ef þessi orð Benedikts Guðmundssonar frá Orkusetrinu eru sett í samhengi við fyrirlestur Odds Björnssonar um 2. lögmál varmafræðinnar um birtingarform orku þá tölum við um aðgengilega orku (e. Exergy) og óaðgengilega orku (e. Anergy).  Ef við ætlum að hita hús í 20°C þá er öll sú orka sem er á lægra hitastigi en 20°C 100% óaðgengileg fyrir okkar kerfi.

 Exergy er reyndar flóknara fyrirbæri en þetta og því má líkja við fastan hlut eins og eldsneyti, málm eða efnablöndu. Exergyinnihald orkugjafa  er nefnilega sá eiginleiki að geta framkvæmt vinnu (knýja eitthvað).  Mikli verðmæti þar á ferð. Gufan úr borholu hefur mikið exerginnihald og á leið sinni í gegnum orkuver framleiðir hún vinnu áður hún velgir á hitaveituvatni og er þá nánast búin með exergy innihald sitt. Til þess að hámarka þessa nýtingu verður varmafræðingurinn með hönnun sinni að koma í veg fyrir allar mótstöður á leiðinni bæði  núnings og varmamótstöður eins og Oddur ræddi um.  Exergy tapast en það gerir orka ekki. Ef við hitum hús með rafmagni tapast exergy 100% og við köstum perlum fyrir svín.  Við getum alveg eins farið upp í Sigöldulón og látið rennslið að virkjuninni og nýtt  fallhæðina til að vatnið renni í gegnum mjóar pípur með miklu þrýstifalli til að vatnið hitna vegna núnings og búa þannig til huggulegt til hitaveitukerfi.  Í rafmagnstúpu er hrein mótstaða þannig að þessi eiginleiki orkugjafa tapast þar 100%.  Fyrir þá sem stunda varmafræði er vert að leggja þetta hugtak vel á minnið en þetta hugtak er fegurðin við varmafræðina.

Oddur sagði okkur frá Lord Kelvin sem hét reyndar áður William Thomson , þeim snillingi sem áttaði sig á þessum eiginleikum orku og eldsneytissparnaði til að kynda hús.  Í stað þess að nota eldsneyti beint til að hita loft (sem er orkulegt brjálæði)  notaði hann það á vél (skapa vinnu)  sem snéri þjöppu en þjappan bjó til undirþrýsting sem loft þandist að og kólnaði og kældi umhverfið í varmaskipti og hitnaði síðan vegna hita frá umhverfinu var sogað inn í þjöppuna og búinn til þrýstingur sem varð þess valdandi að loftið hitnaði meira og hitaði umhverfið með öðrum varmaskipti. Með þessu móti notaði hann 3% af eldsneyti því sem notað var venjulega í arni húsa. Þetta er varmadæla sem tók jafn mikið pláss og allt húsið. Oddur talaði líka um Carnot sem er annar snillingur varmafræðinnar.

Í erindi Odds sýndi hann okkur að varmadælur eru að nýta vinnugleði raforkunnar við að  auka verðmæti óaðgengilegu orkunnar og gera hana aðgengilega. Hitamunur á varmalind og varmagjafa er lykilþáttur. Heppilegast er að varmalind sé eins heit og mögulegt (volgra,jarðvegur)og   varmagjafi eins kaldur og mögulegt er (gólfhiti). Fyrir 1 hlut af vinnu (rafmagn) fáum við 4 hluti af varma. Nokkuð góður „díll“ ef búnaðurinn kostar ekki alltof mikið. Fyrirlestrarslæður Odds  vöktu undrun og gleði á meðal gamalla varmafræðinga. Þess má geta að Oddur er fyrsti nemandi Valdimars.

Þór Gunnarsson kenndi okkur að velja afköst á varmadælum. Heppilegt er að reikna orkuþörf sem 85% af rafmagnsaflestri mælis í rafkyntu húsi. Ekki taldi Þór skynsamlegt að leggja toppálag á varmadælu en miða við -5°C útihita og taka restina með rafmagnstúpu. Það er öryggi í slíkri kerfisuppbyggingu ef varmadæla bilar eða þarf að afhríma. Það er betra að huga að stækkun ofna og hann Finnbogi hjá Bykó „þekkti málið“. Þór sagði að það þyrfti að reikna með lofskiptum en gaf ekki upp tölur og vísaði á reglur. Vinur hans hafði lagt jarðslöngur fyrir varmadælu sem fengu reglulega yfir sig leysingarvatn sem kældi umhverfið og dró úr hagkvæmni. Best er að læra af mistökum annarra og er þetta lóð á vogarskál þeirra.

Undir þetta tók Gunnlaugur Jóhannesson með útihitann. Hann hefur sett upp margar varmadælur og hefur góða reynslu af loft/vatn varmadælum sem settar hafa verið við ströndina t.d á Hólmavík. Útihiti er nánast alltaf yfir 0°C á veturna. Varmadælur er með útihitastýringum. Gunnlaugur hefur yfir að ráða hugbúnaði til að  hanna varmadælukerfi og jarðslöngur og er reynslubolti í þessu. Ending varmadæla á hans vegum er 18-20 ár. Gunnlaugur bíður þjónustusamninga sem hann taldi afar mikilvægt. Taki aðrir hann til fyrirmyndar. Hans skemmtilegast verkefni var að sinna bónda sem hafði eytt 35 milljónum í borun eftir heitu vatni í Mývatnssveit og fengið 15°C heitt vatn. Hann vantaði varmadælu ..1 stk. af sömu gerð og hann var með en hún var orðin lúin en bóndinn var hress.

Benedikt fjallaði skemmtilega um leiðinlegan sparnað eins og að fækka ferðum í Dómínós eða skemmtilegum sparnaði að fjárfesta í varmadælu ef ekki væri um aðra möguleika en rafhitun að ræða.  Varmadæla gæti jafnvel verið það hagkvæm að orkukostnaður væri svipaður og á hitaveitusvæði. Það „pumpast“ inn á reikninginn okkar en fyrstu árin þurfum við að nota þá peninga til að borga búnaðinn en Ríkið hjálpar okkur nokkuð.  Eftir það gætum við aukið ferðir í Dómínós ( og minnkað atvinnuleysið). Benedikt „stóð í báðar“  og hvatt menn til að hanna öll hús á köldum svæðum með auka einangrun og gerð fyrir gólfhita. Það ætti jafnvel að setja þetta í landslög.

Hjálmar ræddi um lög og reglur og varmadælur. Það þarf löggilda menn í rafmagn og pípur. Hann svaraði vel spurningu úr sal hvort það þyrfti byggingastjóra fyrir varmadæluverkefni en svarið var : „ég veit það ekki“.  Líklega verða  eigendur að skoða það hverju sinni með sínum „lókal“ byggingafulltrúum. Hjálmar var sá fyrirlesari sem ekki þurfti allan tímann...sagði það sem segja þurfti.

Rétt er að geta þess að Guðni orkumálastjóri setti ráðstefnuna með sögu um eilífðarvélina sem ekki væri búið að finna ennþá og hvatt menn til dáða að nýta sér þessa tækni (það er varmadælutækni ekki eilífðarvéltækni) sem menn í Evrópu þekkja vel.

Valdimar og Kristján stýrðu fundi með afbragðs kænsku og tímastjórnun. Allir voru komnir heim til sín áður en ráðstefnan byrjaði.  Mikið fengið fyrir 3000kr. Reyndar tóku „fastagestir“ eftir því að jólakakan var horfinn með kaffinu. Líklega metur Þóra tímann með barnabörnunum  meira virði en að standa í kökubakstri fyrir „karlinn“.

Myndirnar eru frá ráðstefnu Lagnafélagsins 22. Mars 2012 um „varmadælur“. Salurinn á 2. hæð Lagnakerfamistöðvarinnar var þéttsetinn og hlýddu fundarmenn á fróðleg erindi sérfróðra manna.