Värmepump
Wikipedia
Värmepump, teknisk anordning som överför värme från en kall till en varm plats. För att detta ska vara möjligt måste energi i någon form tillföras, enligt termodynamikens andra huvudsats. Den skenbara verkningsgraden (värmefaktorn) i en värmepump kan nå upp till 500%. Tekniken i en värmepump är i princip densamma som i en kylanläggning. Den huvudsakliga skillnaden är användningsområdet, värmepumpar används för uppvärmning, medan kylanläggningar används för kylning.
Innehåll |
[redigera] Drivkälla
För att åstadkomma en temperatur som är högre än omgivningen krävs det att energi tillförs i någon form, för värmepumpar och frysar nästan uteslutande elenergi. Att driva en kompressor med flytande eller fasta bränslen är i princip en bekvämlighetsfråga, då även eventuell spillvärme kan tas tillvara vid lokaluppvärming. Absorptionskylskåp tillverkas dock även för gas- eller fotogendrift.
[redigera] Teknik
Den vanligaste metoden man använder i värmepumpar kallas för kompressorprocessen. Den består av fyra huvudkomponenter: förångare, kompressor, kondensor och strypanordning. Absorptionsprocessen ger i allmänhet lägre verkningsgrad och används nästan enbart för vissa kylskåpstillämpningar, där ljud kan bli störande.
Den kylalstring som man eftersträvar i ett kylskåp erhålls i förångaren, där köldmediet börjar koka. Detta sker genom att kompressorn kontinuerligt ”suger” upp ångan. För förångning av köldmedievätskan (t ex ammoniak eller freoner) krävs det värme, vilket hämtas från utrymmet som kylts ned. I kompressorn komprimeras ångan till ett högre tryck och förs till kondensorn, där den kondenseras dvs. återgår till vätskeform. Vid detta förlopp frigörs det värme som måste bortföras. Det är denna värme som man använder hos en värmepump. Köldmediet leds från kondensorn till förångaren i ett kontrollerat flöde så att tryckdifferensen upprätthålls med hjälp av strypanordningen. Styranordningen är vanligtvis en ventil men på mindre anläggningar kan det även vara ett tunt rör. Från strypventilen kommer det sedan kall vätska med lågt tryck som förs ut i förångaren.
Valet av köldmedium påverkar vilka tryck som uppträder i systemet och vilka material som kan användas. Ett vanligt köldmedium är ammoniak men på 1930-talet började man även använda freoner som är halogenerade kolväten. Användningen av detta köldmedium har dock under senare tid begränsats på grund av deras inverkan på stratosfärens ozonhalt. Ammoniak är dock fortfarande vanligt i de allra största anläggningarna, de med hundratals kW kyleffekt.
[redigera] COP
En värmepumps verkningsgrad mäts i ett COP-tal (Coefficient Of Performance): hur mycket värmeenergi som genereras per tilllförd energi el. Av 1 kWh el får man ut 4 kWh värmeenergi vid ett COP-tal på 4. För att jämföra värmepumpar av olika fabrikat brukar man hänvisa till COP-värdet vid 7°.
[redigera] Värmekällor
Vanliga värmekällor i mindre värmepumpar är berggrund, sjövatten eller luft. I större värmepumpar kan kommunalt avloppsvatten eller industriell spillvärme användas.
- Frånluftsvärmepump är den enklaste och billigaste formen av värmepumpar, det går ut på att man utnyttjar den värme som går ut från huset via ventilationen och återför den till husets värmesystem.
- Uteluftvärmepump finns i två typer, luft-vattenvärmepump och luft-luftvärmepump. Den senare kallas ofta för komfortvärmepump då den kan reverseras till att fungera som luftkonditionering. Komfortvärmepumpen har, om den är rätt dimensionerad, i princip tillräcklig effekt för att kunna värma upp en villa (ca 100-150 m²) men det förutsätter i praktiken att huset har en s k öppen planlösning och att utetemperaturen inte faller under -10 grader. Luft-vattenvärmepumpen överför värmen till det vattenburna värmesystemet i huset (dvs radiatorerna) men har samma problem gällande alltför låga utetemperaturer.
- Bergvärmepump utnyttjar det ca fyragradiga vatten som finns nere i berggrunden för värme. Effekten i en bergvärmepump är sämre än i luftvärmepumpen när det är varmt ute men fungerar å andra sidan med samma effekt året runt. För att kunna utnyttja bergvärmen måste man borra ett 80-200 meter djupt hål ner i marken, beroende på hur nära berget man är och beroende på hur stor effekt värmepumpen har.
- Ytjordvärmepump nyttjar den värme som lagras i marken. För att kunna nyttja detta effektivast bör man kunna lägga ut den slang som skall fånga upp värmen över ca 400 - 600 m2 och på ett djup av 0,6 - 1,5 m. Vattenhaltiga jordar fungerar bäst för detta. Denna typ av värmepump lämpar sig bäst för hus med hög energiförbrukning.
- Sjövattenvärmepump fungerar som en ytjordsvärmepump men kräver att man har tillgång till en flod eller en sjö som inte fryser. Denna typ av värmepump lämpar sig bäst för hus med hög energiförbrukning.
Ofta används en elpatron i kombination med värmepumpen för de dagar då pumpen inte räcker till för att få upp tillräcklig värme. Dessutom används också ofta en vattentank för att lagra värme.
