Spillvatten är en hållbar resurs

Hållbart är att maximera användningen av de flöden som strömmar genom en byggnad. I ett nytt forskningsprojekt undersöks möjligheten att ta tillvara värmen i spillvattnet och låta det värma ventilationsluften.

Adnan Ploskic, verksamhetsutvecklare på Bravida och forskare på KTH, Avdelningen för strömnings- och klimatteknik, är projektledare för det aktuella forskningsprojektet där Behrouz Nourozi, doktorand på samma KTH-avdelning, samt Qian Wang, forskningsspecialist på Uponor och likaså forkare på KTH, avdelningen för strömnings- och klimatteknik, har deltagit.

– Våra byggnader blir allt tätare och transmissionsförlusterna har minskat mycket de senaste decennierna. På senare tid har det blivit standard att installera FTX-system eller frånluftvärmepump i flerbostadshus, säger Adnan Ploskić.

Adnan Ploskić menar att värmen i tappvarmvattnet börjar utgöra upp till 60 procent av hela energianvändningen för en ny byggnad. Det är därför naturligt att försöka använda värmen i det utgående spillvattnet.

– Vi tar ju hand om den värme som ändå bara skulle lämna byggnaden och använder den för att minska ett annat värmebehov, i det här fallet uppvärmning av ventilationsluft, förklarar han.

Satsning på forskning inom energi och klimat

Adnan Ploskić och kollegorna har undersökt hur värmen i spillvattnet kan användas till att förvärma uteluften i ett FTX-system installerat i ett flerfamiljshus. Resultaten visar att det motsvarar att flytta en fastighet från Jokkmokk till Malmö, ett avstånd på närmare 130 mil fågelvägen.

– Själva idén har vi tagit från HSB-FTX. Poängen är att ta värme från spillvattnet och förvärma inkommande ventilationsluft till FTX-systemet. Då minskar värmebehovet för uppvärmning av ventilationsluften, samtidigt minskar risken för frostbildning i värmeväxlaren så att avfrostningsbehovet kan halveras. Vi har också sett att effektbehovet för uppvärmning av ventilationsluften kan reduceras med upp till 40 procent de kallaste dagarna, säger Adnan Ploskić.

Han poängterar att resultatet gäller just det kalla klimatet i Jokkmokk och att potentialen är mindre söderut. Trots det är effektpåverkan en mycket viktig aspekt.

– Det finns två anledningar att minska effektbehovet. Under de kallaste dagarna måste fjärrvärmeleverantörerna försäkra sig om att de kan leverera den effekt som behövs. Och kanske räcker det inte alla gånger att använda förnybara energikällor, det kan behövas spets med fossila bränslen. Dessutom debiterar också fjärrvärmebolagen enligt effekttaxa, inte bara energitaxa, säger Adnan Ploskić.

Än så länge har inte forskarteamet gjort någon livscykelkostnadsanalys av idén, men det ingår i projektet att göra en.

– Det är uppenbart att hållbarheten ökar när vi använder värme, som ändå skulle gå förlorad, till att minska ett annat värmebehov. Det handlar om att konservera den energi som används i byggnaden, säger Adnan Ploskić.

Forskningsresultaten bygger på simuleringar med klimatindata, varmvattenanvändning och ventilationsbehov, från ett verkligt flerbostadshus på 1 606 kvadratmeter boarea belägen i Jokkmokk. Spillvattnets temperatur har antagits till moderata 15 °C för att inte överskatta systemets potential. Den temperaturen är ändå betydligt högre än vad som nås i borrhålen till HSB-FTX. Den högre vattentemperaturen ger möjlighet att använda lägre driftflöde i luftförvärmaren och därigenom fås mindre pumpförluster.

Startskott för energismarta studenthus

Hjärtat i systemet är en slamavskiljare från det kanadensiska företaget Sharc som filtrerar bort fasta partiklar i spillvattnet. Kvar blir ett fint filtrerat, och varmt, gråvatten som lagras i en tank. Vattnet i denna kan sedan pumpas direkt till förvärmaren i ventilationsaggregatet, utan värmeväxlare i tanken. Sharc-systemet är beprövat och används ofta tillsammans med värmepumpar i flerbostadshus och hotell.

Det krävs att spillvattnet har en viss mängd, studien har förutsatts ett flöde på 5 300 kg/dygn, baserat på verkliga fältmätningar. Gråvattenflödet på 0,15–0,2 kg/s från tanken till luftförvärmaren har anpassats för att säkerställa lagom nedkylning av spillvattnet som lagrats under dygnet.

– Ju större volym desto större blir potentialen av systemet. Och vill man verkligen få ut så mycket som möjligt ska man sammankoppla flera byggnader så att det blir en större mängd vatten att arbeta med.

Luftförvärmningen gör att FTX-aggregatet får arbeta under gynnsammare förhållanden. I simuleringar var lägsta utetemperaturen –27 °C under januari i Jokkmokk, med luftförvärmning steg uteluftstemperaturen till –13 °C i FTX-aggregatets tillopp. Vid uteluftstemperatur på –10 °C var inkommande lufttemperatur omkring –1 °C i aggregatets inlopp.

Installatören forskar kring värmeåtervinning

Forskningsprojektet är finansierat av Energimyndigheten och Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond, SBUF. Samarbetspartner i projektet är Stockholmshem, Telge Bostäder, Valvet Förvaltning och WSP.

Läs mer om projektet i VVS-Forum 10/2017. Teckna prenumeration här.