Slik virker en varmepumpe

Slik virker en luft-luft varmepumpe

Luft-luft varmepumper er et miljøvennlig alternativ til oppvarming, ettersom de bidrar til å redusere forbruket av fossile brennstoffer til oppvarming av bygninger og dermed reduserer utslipp av klimagassene CO2 og NOX. Varmepumper tar opptil 60-75 prosent av den nødvendige energien fra omgivelsene, og bare 25-40 prosent av energien må derfor tilføyes i form av elektrisitet.

Den største fordelen med varmepumper er likevel den solide, økonomiske fordelen med lave driftskostnader og at energiforbruket for husstanden reduseres betydelig i forhold til oppvarming med olje, gass, biobrensler og ren elektrisitet. En annen fordel er et bedre inneklima med et sterkt redusert støvinnhold i inneluften. Luft-luft varmepumper sirkulerer inneluften kontinuerlig og har et mikrofilter innebygget som fjerner støv, pollen og andre uønskede partikler som kan gi irritasjoner eller allergi. I tillegg kan varmepumpen brukes som aircondition om sommeren.

Struktur og virkemåte

For å forstå hvordan en varmepumpe virker i forhold til strømsparing er det noen begreper man må kjenne til. Vi har satt opp et eksempel nedenfor som viser innsparingsmuligheter for en husstand basert på 20.000 kilowatt-timer (kWh) til årlig oppvarming.

Varmeeffekt – Varmeeffekten beskriver antall watt i varme en pumpe under gitte forutsetninger klarer å produsere.

COP/varmefaktor – COP (Coefficient Of Performance) forteller hvor mange watt varme varmepumpen klarer å levere per watt elektrisitet den forbruker. En pumpe som klarer å produsere 3,5 watt varme basert på 1,0 watt elektrisitet har en COP på 3,5. COP oversettes vanligvis til «varmefaktor». Uansett modell vil varmefaktoren påvirkes av en rekke kriterier, deriblant utetemperatur, luftfuktighet, valgt innetemperatur og belastningen pumpen utsettes for.

Årsvarmefaktor – Årsvarmefaktoren er varmefaktoren (COP) en varmepumpe klarer å produsere over et helt år.

Eksempelgraf til høyre – Bolig med et energibehov på 20.000 kilowatt-timer (kWh) til oppvarming påvirkes slik:

En årsvarmefaktor på 2 betyr at pumpen produserer dobbelt så mange watt varme som den forbruker. Det betyr at den produserer 20.000 kWh varme basert på 10.000 kWh elektrisitet (2:1). Ditt strømforbruk er altså halvert. Og du har oppnådd en besparelse på 50 prosent.

En årsvarmefaktor på 4 betyr at pumpen produserer 20.000 kWh basert på 5.000 kWh elektrisitet (4:1). Ditt strømforbruk er altså redusert med 75 prosent.

Reduksjon i årlig strømforbruk ved ulik varmefaktor/COP for en husstand med 20.000 kilowatt-timer (kWh) der varmepumpe er installert:

1:1 = 0 % reduksjon (typisk panelovn-oppvarming)
2:1 = 50 % reduksjon
3:1 = 66 % reduksjon
4:1 = 75 % reduksjon
5:1 = 80 % reduksjon
6:1 = 83 % reduksjon

Luft/luft-varmepumper er den mest anvendte typen av varmepumper i Norge og består av en inne- og en utedel som er knyttet sammen med kjølerør og elektrisk kabel. En fjernkontroll for styring av pumpen er også en del, men krever ingen nærmere beskrivelse eller installasjon.

Fra innedelen bør varmen kunne spres videre til andre rom noenlunde fritt. Om huset har to eller flere plan, kan innedelen f.eks. plasseres på nederste plan i boligen i nærheten av en åpen trapp. Det er også mulig å installere flere innedeler.

Riktig plassering av utedelen er vesentlig for problemfri drift og et godt energispareresultat på lang sikt. Verdt å merke seg er at utedelen kan lage unødvendig vibrasjonsstøy hvis monteringen ikke gjøres korrekt.

Varmepumpens teknologi bruker prinsippet om at en gass (fluid) blir varmere hvis trykket økes, mens den blir kaldere hvis trykket reduseres. Ved å komprimere og ekspandere et fluid er det dermed mulig å flytte (pumpe) energi fra en relativt kald omgivelse (ute), til en varmere omgivelse (inne). Vi kan derfor si at en varmepumpe flytter varme fra et sted med en gitt temperatur til et annet med høyere temperatur.

Luft-til-luft-varmepumper utnytter i sekvens følgende fysiske fenomener:

  • Et fluid (kuldemedium) opptar varme fra (dvs. kjøler) omgivelsene når det endrer tilstand fra væske til gass, dvs. fordamper eller koker.
  • Kokepunktstemperaturen blir høyere når trykket økes (gjennom kompresjon)
  • Varme frigjøres til, dvs. varmer, omgivelsene når gass fortettes til væske, dvs. kondenserer
  • Kokepunkttemperaturen går ned når trykket reduseres gjennom en reduksjonsventil, også kalt strupeventil. eller ekspansjonsventil.

Trinnene i kretsløpet

  • Kompressoren (4) suger inn den kalde kuldemediumdampen og komprimerer kuldemediet slik at temperaturen øker.
  • Gassen ledes inn i en kondensator (1) hvor den kondenserer til væske fordi kuldemediet er varmere enn omgivelsene og dermed avgir varme.
  • Væsken går igjennom en reduksjonsventil (2) hvor trykket blir redusert og derigjennom temperaturen.
  • Væsken (og vanligvis noe gass) føres inn i en fordamper (3) og væskefraksjonen fordamper igjen. Væsken fordamper fordi kuldemediet har et lavt trykk, og dermed lav kokepunktstemperatur. Omgivelsene er nå varmere enn mediet, og varme strømmer dermed fra omgivelsene til mediet.

Kilde: Wikipedia

Varmepumpe teknologi

Figur av kretsløpet i en varmepumpe:
1) Kondensator
2) Reduksjonsventil
3) Fordamper
4) Kompressor

Illustrasjon: Wikimedia Commons

Tjenesteleverandøren Roy Hansen AS tilbyr varmepumper fra Toshiba, Fuji Electric og Mitshubishi Electric. De tre merkene som utmerker seg i kvalitet med høy energisparing og passer utmerket for et kaldt nord-norsk klima.

Hvordan finner jeg energibehovet mitt?

Ta utgangspunkt i hvor høyt strømforbruk du har per år. Dette tallet vil du som regel finne på fakturaene du mottar fra netteier og strømleverandør. Multipliser tallet med 0,64 (fordi norske husstander i snitt bruker om lag 64 prosent av strømmen på romoppvarming). Eks: 20.000 kWh per år x 0,64 = 12.800 kWh i oppvarming per år.

Kan pumpen være eneste varmekilde?

I teorien, ja. Hvis du har en leilighet over bare ett plan og med svært åpne romløsninger kan du utelukkende klare deg med en luft-til-luft varmepumpe som eneste varmekilde.

Men har din bolig flere etasjer og/eller lukkede romløsninger, vil du ha behov for flere varmekilder. For eksempel er det vanlig å plassere innedelen i stue-etasjen. Og fordi varme stiger, vil innedelen dermed ikke kunne varme opp kjelleretasjen.

Hvor ofte trenger pumpen service?

Norsk varmepumpeforening (Novap) anbefaler å gjennomføre service på pumpen annethvert år. Dette for å sikre optimal effektivitet og forlenge levetiden. Behovet for service og hvor hyppig service bør utføres, vil også avhenge av kvaliteten på selve pumpen, kvaliteten på monteringen og hvilken belastning den utsettes for.

Kan varmepumpa ha flere innedeler?

Ja, absolutt. Én utedel kan kobles til flere innedeler. Flere innedeler vil være en fordel om man har en bolig med lukkede romløsninger og trange trappeganger. Dette fordi lukkede romløsninger og trange trappeganger forhindrer varmen fra å spre seg i boligen. Men flere innedeler koster selvsagt mer, både i innkjøp og montering.

Mitsubishi varmepumper
Toshiba varmepumper