Tillvaratagande av värmeenergi ur gråvatten med värmepump i flerbostadshus

Sammanfattning: Stora mängder energi lämnar bostäder med avloppsvattnet utan något bemödande att återföra det uppvärmda vattnets värmeenergi tillbaka till byggnaden. Med ökade klimatskalsförbättringar av traditionellt slag för att möta de nära-nollenergikrav på nybyggnationer för bostadshus som träder i kraft i slutet av 2020 kan energiförlusterna i byggnader till allt större del allokeras till det avloppsvatten som lämnar byggnaden. Målet med detta arbete är att undersöka huruvida betydande energibesparingar inom området kan erhållas, samt att bedöma de ekonomiska möjligheterna och utsikterna för att tillvarata värmeenergi med hjälp av värmepump ur gråvatten från  flerbostadshus uppkopplade mot fjärrvärmenät. Och i och med det visa vilka faktorer som visar sig utöva påverkan på de driftmässiga besparingsmöjligheterna samt uppvisa hur pass känsligt resultatet är i förhållande till ett urval av dessa faktorer. Arbetet utgörs av och har genomförts i två delar: en litteraturstudie och en beräkningsstudie. Avloppsvatten kan delas in i spillvatten, dagvatten och dräneringsvatten. Spillvatten är avfallsbidraget från hushåll och andra fastigheter till avloppet. Hushållens spillvatten kan i sin tur indelas i gråvatten och svartvatten. Gråvatten är det vatten som kommer från bad, disk och tvätt, vilket av det skälet även kallas BDT-vatten. Svartvatten är det vatten som spolas ut från toaletter, och kallas därför även klosettvatten. Vid separerade flöden infinner sig möjligheten att tillvarata värmeenergi direkt från gråvatten, som också är den varmare, volymmässigt största och mer lätthanterliga fraktionen, både ur vattenrenings- och värmeåtervinningssynpunkt. Studier på källsorterande system visar på flera fördelar i stort med att hålla hushållens avloppsflöde separerade, såsom bland annat utökad resurseffektivitet av kväve och fosfor vid reningsverken. Nedsmutsning av värmeväxlarytor, i synnerhet av biofilm, utgör en utmaning då avloppsvatten ska användas som värmekälla och är något som måste beaktas även vid tillvaratagande av värme ur gråvatten. Resultatet från beräkningsstudien av ett enskilt fall med tappvarmvattenförvärmning, givet en rad antaganden, gav en driftmässig kostnadsbesparing på cirka 31 000 kr per år och ett nuvärde på dessa årliga besparingar sett över 20 år på cirka 355 000 kr. Energibesparingen uppgick till cirka 63 000 kWh per år vilket innebär en minskning av totala behovet av köpt energi för tappvarmvattenproduktion med cirka 67 % vid uppvärmning av tappvarmvatten till 55 °C. Känslighetsanalysen visar att avgörande parametrar i beräkningsstudien såsom el- och fjärrvärmepris, värmepumpens livslängd och kalkylräntan medför relativt stora förändringar av resultatet om de tillåts att variera. Det är uppenbart att det finns stora mängder energi att återvinna, det är också uppenbart att svårigheter gör att gråvatten som värmekälla inte kan behandlas lättvindigt då bland annat den långsiktiga utvecklingen av vattenanvändningen och hög föroreningsgrad är faktorer som måste beaktas i tillägg till de faktorer som tas upp i känslighetsanalysen. Dubbla system med fjärrvärme och värmepump innebär en högre investering men är samtidigt något som kan ses som ett verktyg för att utnyttja de ökande energiprisvariationer som en allt större andel förnybar icke-reglerbar elproduktion sannolikt innebär genom att helt enkelt kunna variera uppvärmningssätt efter varierande energipriser och finna optimal andelsfördelning. För en fastighetsägare blir det i takt med en sådan utveckling alltmer gynnsamt att kunna välja det som för tiden är det billigaste alternativet.