Fjärrvärme och fjärrkyla svårare att underhålla

I Sverige är fjärrvärme i dagsläget en mycket väletablerad teknik som står för drygt 80 procent av uppvärmningen av flerbostadshus, och totalt för 56 procent av den energi som används för uppvärmningen i Sverige. Och det finns även anledning att tro att efterfrågan på komfortkyla kommer att öka. Både fjärrvärme och fjärrkyla är bra alternativ för miljön med låga koldioxidutsläpp men har sina nackdelar när det handlar om underhåll.

Fjärrvärme är en storskalig metod för produktion och distribution av värme. Värmen produceras i en central produktionsanläggning och fördelas genom ett rörsystem till konsumenterna, flerbostadshus, lokaler eller småhus, där den används för uppvärmning genom radiatorer eller för tappvarmvattenproduktion. Men enligt statistik från Svensk Fjärrvärme vill allt fler svenska kunder nu även ha fjärrkyla. Och under förra året uppgick leveranserna av fjärrkyla till 888 gigawattimmar.

Fjärrkyla och fjärrvärme bygger i grunden på samma distributionsteknik där värmen eller kylan produceras centralt för att sedan distribueras till kunder genom nergrävda isolerade rör.

Fjärrvärmeledningar

Det finns flera olika modeller av distributionsrör för fjärrvärme. En vanlig variant är mediarör i stål isolerat med någon form av polyuretan och med ett mantelrör av plast, vanligen polyeten. Mantelröret skyddar isoleringen från fukt och skadedjursangepp. Det finns även mediarör i andra material som koppar och plast men det är inte lika vanligt. I isoleringen kan en larmtråd, bestående av en oisolerad metalltråd, läggas för att underlätta lokalisering av fukt till följd av läckor.

I Sverige är den vanligaste principen för fjärrvärmesystem 2-rörssystemet med två parallella rör, ett för framledning och ett för returledning med vatten som värmebärare. Vatten har flera tilltalande egenskaper: det är relativt billigt och lättillgängligt och är varken särskilt korrosivt eller giftigt. 1-rörsystem, där man tar bort returledningen, används främst i Östeuropa och på Island. Dessa innebär lägre materialkostnader men högre förluster. Det finns också varianter med tre och fyra rör vilka ger högre flexibilitet vid drift, då man till exempel kan ha olika temperaturer för vatten till uppvärmning respektive tappvarmvattenproduktion. Ett större 3-rörsystem finns i Berlin.

De flesta ledningar är styva men vid mindre rördimensioner förekommer även flexibla varianter som kan levereras upprullade på trumma. Detta underlättar transporten men minskar även antalet skarvar på raka ledningssträckor. Båda typerna av ledning kräver dock sammanfogningar vid till exempel avgreningar och ventiler, styva ledningar behöver också fogas vid böjar. Fogarna kan vara en orsak till läckage i nätet. Enligt Svensk Fjärrvärmes skadestatistik från åren 2001 – 2003 är omkring en tredjedel av alla skador på ledningsskarvar orsakade av att krympförband släppt från ledningen.

Vanligtvis grävs rören ner under marken. Tidigare kulvertsystem som till exempel betong- och asbestcementkulvertar har efterhand ersatts med moderna prefabricerade distributionssystem med mycket effektiv isolering. Vid utvecklingen av dagens preisolerade rörsystem har det varit viktigt att få fram standardiserade och tekniskt enkla system i syfte att minska investeringskostnaden och förkorta montagetiden.

Ledningarna kan även gå ovan jord. Ovanjordsledningar är dock ovanligt i Norden men förekommer desto oftare i Tyskland och Östeuropa. Ovanjordsledningar innebär lägre kostnader men är mer utrymmeskrävande och kan anses inverka negativt på landskapsbilden.

Fjärrkyleledningar

Rörledningssystemen för fjärrkyla liknar de för fjärrvärme, men de behöver vara av större dimensioner för motsvarande effekt beroende på mindre temperaturdifferens mellan fram- och returledning. Det är viktigt att göra en grundlig undersökning av förutsättningarna för systemdesign, ledningsdragning och installation vid projektering av fjärrkylesystem. Några parametrar som måste undersökas för att optimera systemet är ledningsinfrastrukturen och aktuella temperaturer i marken. En höjning av framledningstemperaturen under distribution av kyla ger förlorad kapacitet i systemet.

Vanligt förekommande rörtyper i fjärrkylesystem är förisolerade rör, överdragna stålrör, HDPE-tryckrör och rostfritt stål för efterisolering inomhus, men PEX-rör och kopparrör förekommer också. Oisolerade rör har fördelarna att de är billiga, de har en viss flexibilitet vid ledningsdragning, till exempel styrd markborrning samt de ger korta byggtider.
En stor fördel med isolerade rör är att det är ett komplett system med rör, rördelar och övervakning. Dessutom har det inga köldbryggor och är därför ett kostnadseffektivt system med goda isolerande egenskaper mot kylförluster och temperaturfall.

Termografering

Ett stort problem vid skötsel och drift av fjärrvärme- och fjärrkylanäten är just att de vanligtvis är nedgrävda under mark. Detta gör det svårt att hitta till exempel ett läckage. Men med hjälp av termografering kan man numera skaffa sig en snabb och tydlig helhetsbild av statusen på ett helt nät.

Alla föremål som har en temperatur över den absoluta nollpunkten (0 Kelvin, vilket motsvarar -273,15 grader Celsius) avger infraröd strålning. Med en värmekamera kan man mäta denna stålning. Strålningen som värmekameran registrerar består av emitterad, reflekterad och transmitterad långvågig IR-strålning. Och eftersom det finns ett samband mellan temperaturen hos en kropp och den infraröda strålningsintensiteten kan man, med hjälp av värdet från värmekameran, beräkna temperaturen på mätobjektet.

Med en värmekamera kan till exempel läckande fjärrvärmeskarvar lätt upptäckas och en hel ledningssträcka behöver därmed inte grävas upp för att hitta läckaget.

Fjärrkylan växer

Nu räknar Svensk Fjärrvärmes medlemsföretag med att leveranser av fjärrkyla kraftigt kommer att öka. Till år 2015 tror de på en ökning, från dagens nivå på nära 0,8 terawattimmar, till drygt 1,3 terawattimmar. Ökningen beror flera saker; att fler företag räknar med att leverera fjärrkyla; att 28 procent av företagen tror att de säljer fjärrkyla år 2015, vilket kan jämföras med 22 procent år 2007, samt att vissa företag bygger ut sina nät för dessa leveranser.

Kyla kan produceras med hjälp av flera olika tekniker. Värmeenergin i fjärrvärmen kan till exempel användas i absorptionskylmaskiner och som sorptiv kyla (luftburen). Även så kallad frikyla kan användas. Då används vatten från exempelvis sjöar i separata system för kallvatten.

Fjärrkyla bygger på samma enkla teknik som fjärrvärme fast istället för varmt vatten  distribueras kallt vatten i ledningsnätet. Vatten kyls på ett ställe och slussas sedan ut genom rör till bostäder, kon­tor, sjukhus, industrier och andra miljöer som behöver avkylning.

Det kalla vattnet från fjärr­kylenätet används för att kyla den luft som cirkulerar i fastighetens ventilationssystem. Temperaturen på vattnet som går till fastigheterna är runt sex grader. Returvattnet, som då blivit drygt 16 grader, förs sedan tillbaka till produktionsanläggningen för att kylas ned på nytt.

Många olika metoder

Fjärrkyla kan produceras med många olika tekniker men att framställa fjärrkyla i sam­verkan med fjärrvärme är extra smart, eftersom vårt behov av kylning oftast är som störst när vi som minst behöver uppvärmning. 

Frikyla innebär att man utnyttjar kallt vatten från sjöar, hav eller andra vattendrag. Genom att pumpa upp vatten med en temperatur på runt fyra grader kyler det, via en värmeväxlare, det vatten som cirkulerar i fjärrkyle­nätet. Returvattnet, som fått en temperatur på 12–16 grader, släpps därefter ut i sjön eller havet igen. Man kan även använda sig av snö som samlats upp på vintern.

En annan teknik är absorptionskyla, som utnyttjar den värmeenergi som uppstår vid produktion av fjärrvärme. Denna metod tar tillvara spillvärme från industrier eller avfallsförbränning. Kylningen av det vatten som används för fjärrkylan sker genom att vatten förångas redan vid en temperatur på cirka tre grader. Att det är möjligt att koka vatten vid så låg tempera­tur beror på att det råder ett kraftigt undertryck.

Idag är dock det vanligaste sättet att producera fjärrkyla i Sverige att använda värmepumpar. De kan framställa värme och kyla på samma gång. Många fjärrvärme­anläggningar använder redan värmepumpar för att utnyttja den värme som finns till exempel i renat avloppsvatten. En värmepump bygger på en process som påminner om den som används i kylskåp och består bland annat av en kraftig kompressor.