Värmepump

En värmepump har till uppgift att överföra värme från en kall till en varm plats. För att detta ska fungera måste energi i någon form tillföras, allt enligt termodynamikens andra huvudsats. Verkningsgraden i en värmepump kan vara så hög som 500% och tekniken i en värmepump är i princip densamma som i en kylanläggning. Den huvudsakliga skillnaden är användningsområdet där värmepumpar är till för uppvärmning, medan kylanläggningar används för kylning.

För att skapa en temperatur som är högre än omgivningen behöver man tillföra energi i någon form, vilket för värmepumpar och frysar nästan uteslutande är elektricitet. Att sätta igång en kompressor med flytande eller fasta bränslen är i princip en bekvämlighetsfråga, då även spillvärme kan tillvaratas vid uppvärmingen av en lokal.

Tekniken hos värmepumpar

Den oftast använda metoden i värmepumpar kallas för kompressorprocessen. Den är uppbyggd av fyra huvudkomponenter: förångare, kompressor, kondensor och strypanordning. I allmänhet ger absorptionsprocessen lägre verkningsgrad och används nästintill enbart för vissa kylskåpstillämpningar, där ljud kan bli störande.

Kylalstringen man eftersträvar i ett kylskåp erhålls genom att köldmediet (t.ex. propan, ammoniak eller freoner) går från ett högt till ett mycket lägre tryck genom en s.k. strypventil eller förträngning. Det lägre trycket medför en markant lägre temperatur. Köldmediet passerar sedan en förångare, där det förångas av värme från omgivningen. Ångorna passerar sedan kompressorn där den återigen komprimeras till ett högre tryck och skickas vidare till kondensorn, där den kondenseras och övergår i vätskeform. Vid denna process frigörs värme som måste bortföras, och det är den värmen som man använder i värmepumpar. Köldmediet leds från kondensorn till förångaren i ett kontrollerat flöde så tryckdifferensen upprätthålls med hjälp av strypanordningen, som i de flesta fall är en ventil. På mindre anläggningar kan det vara ett tunt rör, ett så kallat "kapillärrör". Från strypventilen skickas det sedan kall vätska med lågt tryck som förs ut i förångaren.

Valet av köldmedium påverkar vilka tryck som uppträder i systemet och därme vilka material som kan användas. Ett mycket använt köldmedium är ammoniak men på 1930-talet började man även använda freoner som är halogenerade kolväten. Användningen av detta köldmedium har trots allt på senare tid begränsats på grund av dess inverkan på stratosfärens ozonhalt. Ammoniak är fortfarande vanligt i de allra största anläggningarna som har hundratals kW kyleffekt.

Effektivitet på värmepumpar

Dagens värmepumpar är väldigt effektiva och för att kunna öka effektiviteten ändå mer behövs ett teknikskifte. Antingen behöver man få fram ett nytt kylmedium eller så behöver man kunna öka trycket inne i kompressorn. Ökat tryck i kompressorn sliter mer på den och livslängden förkortas så därför är ett nytt kylmedium att föredra. Idag används främst kylmediet R410A i värmepumpar som används till villor och bostadshus eftersom det anses vara miljövänligt.

Förhållandet mellan hur mycket el som värmepumpen förbrukar och hur mycket värme den avger kallas COP. Ju högre COP desto bättre. En vanlig luftvärmepump har en COP på ca 4-5. Mitsubishi Electric har en riktigt stark luftvärmepump i FD25 VABH som har en maxeffekt på 6,3kW och COP på 5,33. Toshiba värmepump Polar 2 har 5,36 i COP vid maxeffekten 5,8 kW. Värmepumpar behöver sällan arbeta på maxeffekt. Därför har Toshiba konstruerat Polar 2 så den har en riktigt hög COP (6,52) när den går på halvfart. Även Panasonic har också en riktigt effektiv luftvärmepump i sin HE9. Den har en maxeffekt på 6,5kW och COP på 5,22.

Till startsidan