Slik virker en varmepumpe

Varmepumpe utnytter naturlige krefter på en smart måte ved å hente ut gratis energi fra blant annet sjø, bergvarme, jordvarme og varme fra luften.

En varmepumpe utnytter den energien som finnes gratis i naturen. Det vil si at for 1 kWh med tilført energi (elektrisitet), så leverer normalt en varmepumpe mellom 2 og 6 kWh med varmeenergi.

Slik virker en varmepumpe

  • Når luft utenfra passerer igjennom utedelens fordamper, varmes kjølemediet opp slik at det går fra væske til gass form.
  • Når mediet så går via kompressoren øker trykket slik at kjølemediet, som nå er i gassform, blir enda varmere.
  • Kjølemediet går videre til kondensator (innedel) hvor varmen blir tatt opp og avgitt til omgivelsene.
  • Når kjølemediet har gitt fra seg varmen, kondenserer det (blir til væske igjen).
  • Når kjølemediet har blitt til væske går det gjennom en reduksjonsventil som senker trykket på væsken.
  • Deretter går væsken, som nå har en relativt lav temperatur, tilbake dit vi startet, ved fordamperen.
Slik virker en varmepumpe
Start video

Varmepumpe forklart på 5 minutter

Varmepumpe kategorier

Varmepumper kategoriseres etter hva slags medium de tar varme fra og hvilket de avgir varme til. «Luft-til-luft»-varmepumper henter varme fra ute- eller ventilasjonslufta og avgir den direkte til innelufta i en bygning. En «vann-til-vann»-varmepumpe henter varme fra sjø, innsjø, grunnvann e.l. og avgir varme i et vannbårent system i bygningen, og gjerne også varmt tappevann.

Luft til luft varmepumpe

En luft-til-luft-varmepumpe kan monteres i eneboliger, tomannsboliger, leiligheter og rekkehus. Jo lengre fyringssesongen er der du bor, desto mer gunstig er en luft-til-luft-varmepumpe. De fleste luft-til-luft-varmepumpene tilpasset nordisk klima kan hente ut energi fra uteluften helt ned mot -25 °C til -35°C.  Men ytelsen blir gradvis dårligere når utetemperaturen synker. Det gjelder alle typer varmepumper som henter energi fra uteluften.

Luft til vann varmepumpe

Skal du bygge ny bolig, kan det være gunstig å investere i en luft-til-vann-varmepumpe. Den kan varme opp både tappevannet og rommene i boligen. Har du et olje- eller el-fyrt vannbårent oppvarmingssystem, kan det være fornuftig å bytte ut olje- eller elkjelen med en luft-til-vann-varmepumpe.

Med denne varmepumpetypen vil du normalt få igjen 2,5 til 3,5 ganger så mye varme som den elektrisiteten varmepumpen bruker. Med andre ord: 1 kWh tilført energi gir opptil 3,5 kWh varmeenergi til boligen. En luft-til-vann-varmepumpe vil dekke varmebehovet store deler av året,  felles for alle varmepumpetyper som henter energien fra uteluften, er at maksimal varmeytelse (kapasitet til å levere varme) blir mindre jo kaldere det er ute.

Varmekilder

Uteluft

Uteluft er den mest brukte varmekilden i Norge. Små enheter blir stadig mer effektive og billige. De kan lett etterinstalleres og kan typisk halvere strømforbruket. Dette avhenger selvsagt av mange faktorer som størrelsen på huset og hvor stor andel av bygningsoppvarmingen varmepumpen kan stå for.

Uteluft har den fordelen at den er lett tilgjengelig og gratis. Uteluft har derimot store temperaturvariasjoner over fyringssesongen. På de kaldeste dagene når man har behov for mest varme i huset, er det også mest krevende å hente varme fra utelufta. Varmepumpens ytelse reduseres og man må kanskje benytte seg av tilleggsvarme som vedovn, panelovner etc.

På steder med høy årsmiddeltemperatur, som ved kysten, kan det derimot være fordelaktig å bruke luft-luft-varmepumpe. Utelufta har dessuten lav varmekapasitet noe som krever et stort fordamperareal. Ved utelufttemperaturer lavere enn 3°C oppstår frost og rim på fordamperen, og det er da behov for energi/varme til avriming. Støy fra vifter i fordamper og kondensator kan være et problem, men dette er blitt mye bedre de senere år.

Ventilasjonsluft som varmekilde kan være et godt alternativ ettersom temperaturen på ventilasjonslufta holder jevn temperatur på rundt 20°C gjennom hele vinteren dersom det ikke benyttes varmegjenvinner. Mengden tilgjengelig varme i ventilasjonslufta er riktignok begrenset og kan som regel bare bidra med en liten del av det totale romoppvarmingsbehovet.

Grunnvarme

Med grunnvarme menes varme som er lagret i grunnen, enten i jord, berg eller grunnvann. I løpet av noen få meter er temperaturen tilnærmet lik årsmiddeltemperaturen på overflaten, og variasjonene neglisjerbare. Et normalt borehull stikker 100 til 200 meter ned og utstyres med rør der det sirkuleres en lake. Dypere enn 200 meter utføres sjelden, siden dette øker slitasjen og kostnaden på boreutstyret. Kapasiteten økes gjennom flere parallelle hull. Beregnet effekt ligger normalt på 25 til 40 W per meter samlet rørlengde.

Varmeoverføringsegenskapene til materialene i grunnen er veldig viktig for hvor mye varme man kan hente ut av en brønn. Tørr jord transporterer varme dårlig og kan «ødelegge» et varmepumpeprosjekt basert på grunnvarme. Derfor er det viktig at vanninnholdet er høyt, helst full metning, fordi vann har gode varmeoverføringsegenskaper samt kan bidra med frysevarme. Borer man i fjell, bør bergarten ha høy termisk konduktivitet og/eller være porøs og samtidig inneholde mye vann. Det er eventuelt mulig å fylle på med varmeledende fyllmasse av sement og sand for å øke varmeopptaket.

Det er også mulig å hente ut grunnvarme i det øverste overflatelaget med horisontale rørslynger. Her er det spesielt viktig med godt varmeledende og fuktig materiale. Innfrysing av varmekilden er en forutsetning for god økonomi. Det vil også kunne lønne seg å regenerere varmekilden om sommeren/høsten. Slike anlegg er sjeldne i Norge.

Når en går til større dybder, dvs. mange hundre eller tusen meter, snakker en om geotermisk varme. Økonomisk utnyttelse av slik varme krever store anlegg.

Sjøvann

For bygninger ved Norges langstrakte kyst er tilgangen på sjøvann ofte god, og for store anlegg er sjøvann en av de mest brukte varmekildene. Minimumstemperaturen ved kysten er sjelden lavere enn 2°C. Sjøvannskollektoren for private boliger er i all hovedsak 40 mm PE-rør som ligger i en sløyfe ut i sjøen, og tilkobles ved direkte-anlegg til vann-til-vann-varmepumpens fordamper.

Det er påkrevd med vann/glykol-blanding som forhindrer isdannelse ned til ca. -12 °C i sjøvannskollektoren. Det bestrebes å opprettholde ca. 3 °C (K) temperaturdifferanse over varmeveksleren (varmepumpens fordamper) som er tilkoblet sjøvannskollektoren eller jordvarmekollektoren. Det er ikke normalt å sirkulere åpent sjøvann inn i varmepumpeanleggene, fordi da vil det bli marin begroing i varmeveksler.

Å benytte sjøvann som direkte varmekilde innebærer bedre totaløkonomi ettersom varmefaktoren til varmepumpen øker betraktelig. Det er uproblematisk å anvende en vann-til-vann-varmepumpe til det meste av varmebehovet i privatboliger, dersom varmepumpen blir dimensjonert for dette.

Har man behov for kjøling om sommeren, er sjøvann en veldig god kuldekilde, i og med at temperaturen på det aktuelle dypet holder seg rundt 12–15°C på denne tiden.

Ønsker du en mer teknisk forklaring følg link https://no.wikipedia.org/wiki/Varmepumpe

Handlekurv