Når en varmepumpe skal installeres i en almindelig bolig, vil én korrekt dimensioneret enhed ofte være en oplagt løsning.
Men hvad sker der, når varmebehovet bliver større?
I etageejendomme, større erhvervsbygninger og andre ejendomme med et betydeligt varmebehov kan det være relevant at overveje flere varmepumper, der arbejder sammen i et kaskadesystem.
Det handler ikke nødvendigvis om at opnå den højest mulige samlede effekt. Det handler i lige så høj grad om at tilpasse varmeproduktionen til bygningens aktuelle behov, skabe fleksibilitet og sikre en stabil drift.
For installatøren og den tekniske rådgiver er spørgsmålet derfor ikke blot, hvor mange kilowatt der skal installeres.
Det er også, hvordan den nødvendige varme bedst produceres og fordeles gennem hele fyringssæsonen.
Hvad er et kaskadesystem?
Et kaskadesystem består af flere varmepumper, der arbejder sammen om at levere varme til et fælles varmeanlæg.
En central styring koordinerer driften og regulerer, hvor mange enheder der skal være aktive, afhængigt af varmebehovet og systemets opsætning.
Ved et lavt varmebehov kan én eller få varmepumper være i drift. Når varmebehovet stiger, kan yderligere enheder kobles ind.
Det giver mulighed for at tilpasse den samlede varmeproduktion til bygningens belastning.
Kaskadestyring anvendes blandt andet i større boligejendomme, erhvervsbygninger og installationer, hvor én varmepumpe ikke er den mest hensigtsmæssige løsning.
Men det er vigtigt at understrege, at flere varmepumper ikke automatisk giver et mere effektivt anlæg.
Fordelene afhænger af korrekt dimensionering, hydraulisk opbygning og styringsstrategi.
Bygningens maksimale varmebehov fortæller ikke hele historien
Ved dimensionering af et varmeanlæg er bygningens maksimale varmebehov et centralt udgangspunkt.
Men en bygning har sjældent behov for maksimal varmeeffekt gennem hele fyringssæsonen.
Det dimensionerende varmebehov opstår typisk ved lave udetemperaturer, mens varmebehovet i store dele af året er betydeligt lavere.
Det betyder, at et varmeanlæg ofte arbejder ved dellast.
I større installationer kan netop belastningsprofilen være afgørende for valget mellem én stor varmepumpe og flere mindre enheder.
En enkelt stor varmepumpe kan være en god løsning, hvis den har et passende reguleringsområde og kan arbejde effektivt ved bygningens typiske belastning.
Men hvis varmebehovet varierer meget, kan flere varmepumper i kaskade være en fordel.
Her kan styringen tilpasse antallet af aktive enheder til det aktuelle behov.
Et eksempel fra en større ejendom
Forestil dig en etageejendom med et beregnet maksimalt varmebehov på 48 kW.
I de koldeste vinterperioder skal varmeanlægget kunne levere en betydelig varmeeffekt.
Men på en almindelig efterårsdag kan varmebehovet være væsentligt lavere.
Her kan en løsning med flere varmepumper være relevant.
Eksempelvis kunne tre varmepumper med en nominel kapacitet på 16 kW hver indgå i en kaskadeløsning.
Når varmebehovet er lavt, kan styringen lade én enhed arbejde. Ved stigende varmebehov kan de øvrige enheder kobles ind.
Det kan give større fleksibilitet end en løsning, hvor hele varmeproduktionen er samlet i én enhed.
Dellastdrift kan være en vigtig fordel
En væsentlig del af varmepumpens årlige drift foregår ved et varmebehov, der ligger under bygningens maksimale belastning.
Derfor er det vigtigt at undersøge, hvordan anlægget fungerer ved dellast.
Moderne inverterstyrede varmepumper kan regulere deres kapacitet inden for et bestemt område.
Men der er grænser for, hvor langt en enkelt enhed kan regulere ned.
Hvis bygningens varmebehov bliver lavere end varmepumpens minimale varmeproduktion, kan det føre til hyppige start og stop, afhængigt af systemets opbygning.
Med flere varmepumper i kaskade kan styringen i nogle tilfælde skabe et bredere samlet reguleringsområde.
Det kan eksempelvis ske ved, at én enhed arbejder ved lav belastning, mens de øvrige står stille.
Fordelen afhænger dog af de enkelte varmepumpers reguleringsområde og den valgte styring.
Derfor bør installatøren ikke alene sammenligne den samlede maksimale kapacitet, men også undersøge anlæggets minimale effekt og forventede drift ved forskellige belastninger.
Kaskadestyring kan give større fleksibilitet
En af de praktiske fordele ved en kaskadeinstallation er muligheden for at fordele varmeproduktionen mellem flere enheder.
I et korrekt projekteret system kan styringen blandt andet bidrage til at:
- Tilpasse antallet af aktive varmepumper til varmebehovet
- Fordele driftstiden mellem enhederne
- Begrænse unødvendige start og stop
- Koordinere enhedernes drift
- Understøtte en hensigtsmæssig udnyttelse af den installerede kapacitet
De konkrete muligheder afhænger af den anvendte controller og varmepumpernes kompatibilitet.
Det er derfor vigtigt at vælge en styring, der er udviklet til den aktuelle systemløsning.
En almindelig varmepumpestyring er ikke nødvendigvis tilstrækkelig til at koordinere flere enheder i et større fælles varmeanlæg.
Hvad betyder kaskade for forsyningssikkerheden?
I større bygninger kan forsyningssikkerhed være en vigtig del af beslutningen.
Hvis hele varmeproduktionen er afhængig af én varmepumpe, kan et driftsstop påvirke hele bygningens varmeforsyning.
Med flere varmepumper kan der være mulighed for at opretholde en del af varmeproduktionen, selv om én enhed er ude af drift.
Det kan eksempelvis være relevant i etageejendomme, institutioner eller erhvervsbygninger, hvor længere perioder uden varme kan være problematiske.
Men redundans opstår ikke automatisk, blot fordi der installeres flere varmepumper.
Det kræver, at anlægget er projekteret til det.
Hvis en installation med tre varmepumper er dimensioneret sådan, at alle tre skal være i drift for at dække det maksimale varmebehov, vil bortfald af én enhed reducere den tilgængelige kapacitet.
Derfor bør rådgiveren allerede i projekteringsfasen afklare, om der er behov for fuld eller delvis redundans.
Det har betydning for både dimensionering, økonomi og systemopbygning.
Den hydrauliske opbygning er afgørende
Når flere varmepumper skal arbejde sammen, bliver den hydrauliske opbygning en central del af projekteringen.
Alle enheder skal have de nødvendige driftsbetingelser, og varmeproduktionen skal kunne overføres korrekt til bygningens varmeanlæg.
Det stiller blandt andet krav til vandflow, rørdimensioner, ventiler og cirkulationspumper.
Afhængigt af systemet kan der også være behov for buffervolumen eller hydraulisk adskillelse.
Formålet er at sikre stabile driftsforhold, også når antallet af aktive varmepumper ændrer sig.
Undgå problemer med vandflowet
Hvis flere varmepumper er tilsluttet et fælles system, skal der tages højde for, hvordan vandflowet ændrer sig, når enheder starter og stopper.
En forkert hydraulisk opbygning kan medføre utilstrækkeligt flow gennem enkelte enheder eller uhensigtsmæssig cirkulation i systemet.
Det kan påvirke både driftssikkerhed og effektivitet.
Derfor bør installatøren tage udgangspunkt i producentens systemdiagrammer og dimensioneringskrav.
Det gælder også placering af følere, pumper og reguleringsventiler.
Fremløbstemperaturen påvirker også større installationer
Ligesom ved mindre luft-til-vand-installationer har fremløbstemperaturen stor betydning for varmepumpens effektivitet.
Det gælder også i et kaskadesystem.
Hvis anlægget skal levere varme til eksisterende radiatorer, ventilationsvarmeflader eller andre varmeforbrugere, skal den nødvendige fremløbstemperatur fastlægges.
En høj fremløbstemperatur kan være nødvendig i nogle installationer, men den vil normalt påvirke varmepumpens effektivitet.
Derfor er det vigtigt at undersøge, om bygningens varmeanlæg kan fungere ved en lavere temperatur.
I større ejendomme kan det eksempelvis være relevant at se på indregulering, varmeflader og styring af de enkelte varmekredse.
Det kan give mulighed for at forbedre anlæggets samlede drift uden nødvendigvis at øge den installerede varmeeffekt.
Samsung EHS Kaskade Controller – styring af flere varmepumper
Samsung har udviklet en EHS Kaskade Controller til installationer, hvor flere kompatible EHS-varmepumper skal arbejde sammen.
Controlleren er udviklet til at koordinere driften mellem enhederne, så den samlede varmeproduktion kan tilpasses systemets behov.
Det gør løsningen relevant i større installationer, hvor én varmepumpe ikke nødvendigvis er den mest hensigtsmæssige løsning.
Med Samsungs EHS-program kan installatøren arbejde med forskellige luft-til-vand-løsninger, herunder EHS Mono R290.
Den konkrete kombination af varmepumper, controller og øvrige systemkomponenter skal dog altid afklares ud fra Samsungs gældende kompatibilitets- og installationsdokumentation.
Hos Well Air hjælper vi installatører og rådgivere med at vurdere systemopbygning, dimensionering og valg af løsninger til større varmeinstallationer.
Læs mere om Samsung EHS luft-til-vand-varmepumper hos Well Air.
Hvornår er én stor varmepumpe den bedste løsning?
Selv om kaskadestyring giver interessante muligheder, er det ikke altid den rigtige løsning.
I nogle projekter vil én stor varmepumpe være både enklere og mere økonomisk fordelagtig.
Det kan eksempelvis være tilfældet, hvis bygningens varmebehov er forholdsvis stabilt, og en enkelt varmepumpe har et reguleringsområde, der passer godt til belastningsprofilen.
En installation med én enhed kan også betyde færre komponenter, enklere rørføring og mindre kompleks styring.
Der kan desuden være forskelle i pladsbehov, vedligeholdelse og installationsomkostninger.
Det er derfor vigtigt at sammenligne løsningerne på baggrund af det samlede projekt.
Ikke kun på baggrund af den nominelle varmeeffekt.
Hvornår bør installatøren overveje kaskade?
Kaskadestyring er især relevant at undersøge, når bygningen har et større eller meget varierende varmebehov.
Det kan også være interessant, hvis der er særlige krav til driftssikkerhed, eller hvis installationen skal kunne udvides på et senere tidspunkt.
Men beslutningen bør bygge på en konkret teknisk vurdering.
Installatøren bør blandt andet undersøge:
- Varmebehov: Hvor stor varmeeffekt skal anlægget levere ved dimensionerende forhold?
- Belastningsprofil: Hvor meget varierer varmebehovet gennem året?
- Dellastdrift: Hvordan arbejder de mulige løsninger ved lav belastning?
- Forsyningssikkerhed: Er der behov for at kunne opretholde varmeproduktion ved fejl på en enhed?
- Hydraulik: Hvordan sikres korrekt flow og stabil drift i hele systemet?
- Økonomi: Hvad betyder valg af løsning for installation, drift og vedligeholdelse?
Det giver et bedre grundlag for at vælge mellem én stor varmepumpe og flere mindre enheder.
Teknisk sparring ved større varmepumpeinstallationer
Større varmepumpeprojekter kræver ofte en mere omfattende vurdering end almindelige boliginstallationer.
Her skal dimensionering, hydraulik, styring og varmefordeling tænkes sammen fra begyndelsen.
Hos Well Air rådgiver vi professionelle installatører om Samsung EHS-programmet og hjælper med at finde den rigtige systemløsning til den konkrete opgave.
Det gælder også projekter, hvor flere varmepumper skal arbejde sammen, og hvor der er behov for at afklare mulighederne for kaskadestyring.
Har du et projekt med et større varmebehov, hjælper vi gerne med teknisk sparring og vurdering af den relevante løsning.
Læs mere om Samsung EHS-programmet, eller kontakt Well Air for en dialog om dit projekt.
Konklusion: Det er belastningsprofilen, der afgør valget
Valget mellem én stor varmepumpe og flere enheder i kaskade handler om mere end den maksimale varmeeffekt.
I større installationer er det afgørende at se på, hvordan varmebehovet varierer gennem året, og hvordan anlægget kan levere varme effektivt ved både lav og høj belastning.
Kaskadestyring kan give større fleksibilitet, bedre mulighed for at tilpasse varmeproduktionen og mulighed for delvis redundans.
Men fordelene afhænger af korrekt dimensionering, hydraulisk opbygning og styring.
For nogle bygninger vil én stor varmepumpe være den bedste løsning. For andre kan flere varmepumper i kaskade være mere hensigtsmæssige.
Den rigtige løsning er ikke nødvendigvis den med flest varmepumper. Det er den, der bedst matcher bygningens faktiske varmebehov – hele året.
Bliv Samsung installatør
Udfyld formularen her for en uforpligtende snak om at være Samsung og AUX forhandler:
Klik her -> Forhandler formular
Læs mere om Well Air og vores løsninger på:
Eller ring til os her:
- Telefon: 70 22 13 66
