Hvordan virker en varmepumpe: varmen produceres ikke, den flyttes
En kedel brænder gas for at producere varme. En varmepumpe producerer ikke varme: Den henter den i udeluften, også om vinteren, og bringer den ind. Strømmen bruges kun til at flytte den; derfor afgiver maskinen mere varmeenergi, end den bruger af elektrisk energi. Hvor meget mere, viser COP, som på vores maskiner kan aflæses på displayet.
Transporten klares af et kølemiddel, der cirkulerer i et lukket kredsløb og går gennem fire trin. Vi forklarer dem med en Kita Air, der opvarmer en hal.
01
Kølemidlets fire trin
1. Fordampning. I udedelens lamelveksler kommer kølemidlet ind koldere end luften. Det fordamper, ligesom kogende vand, og mens det fordamper, optager det varmen fra den luft, som ventilatoren blæser igennem. Det virker også under nul: Kølemidlet skal bare være koldere end luften.
2. Kompression. Kompressoren suger gassen ind og komprimerer den: Tryk og temperatur stiger, til den er langt varmere end luften i hallen.
3. Kondensering. Den varme gas når indedelen og afgiver sin varme til den luft, som ventilatoren blæser nedad, hvor der arbejdes. Når den afgiver varme, bliver den flydende igen.
4. Ekspansion. Væsken går tilbage til udedelen og passerer ekspansionsventilen: Den mister tryk, køles ned og er klar til at fordampe igen. På vores maskiner er ventilen altid elektronisk. Den styres af styreprintet, som læser følerne og lukker præcis så meget kølemiddel ind i veksleren, som kan fordampe, øjeblik for øjeblik. En mekanisk ventil følger ikke ændringer i temperatur og belastning lige så præcist.
På tegningen er kompressoren vist øverst for overskuelighedens skyld. I maskinen sidder den i udedelen sammen med veksleren og ventilen.
02
Om sommeren vender kredsløbet
Den samme maskine køler. De to vekslere bytter opgaver: Den indvendige optager varme fra hallen, den udvendige sender den ud. Hvorfor et airconditionanlæg, der også varmer om vinteren, ikke er en varmepumpe, forklarede vi i tippet om aircondition.
03
Hvorfor den yder mindre, når det bliver koldere
Kompressoren skal arbejde hårdere, jo større afstanden er mellem den temperatur, kølemidlet fordamper ved udenfor, og den, det kondenserer ved indenfor. Ved -7 °C udeluft er afstanden større end ved +7 °C, og COP falder. Det er den lov, Carnot skrev for to århundreder siden: Ingen virkelig maskine når hans grænse, men forløbet er det samme.
Derfor bedømmer man ikke en varmepumpe på den nominelle COP, men på hvad den gør om vinteren. Veksleren og kompressoren er afgørende:
- en stor veksler, der får kølemidlet til at fordampe tæt på lufttemperaturen, som forklaret i tippet om lamellerne;
- en kompressor bygget til store temperaturløft, som forklaret i tippet om scrollkompressorer.
04
Afrimning: kun når det er nødvendigt
Om vinteren arbejder udeveksleren under nul, og luftens fugt sætter sig på den som rim. Så længe der er lidt rim, varmer maskinen normalt. Når veksleren er fyldt, kan luften ikke længere komme igennem, og maskinen skal smelte isen med varme fra hallen.
Mange varmepumper afrimer efter tid, hvert så mange minutter, eller så snart veksleren kommer under en bestemt temperatur. Derfor afrimer de også, når veksleren næsten er ren, og hver unødvendig afrimning er varme, der tages fra bygningen, og tid, hvor maskinen ikke varmer.
Vores afrimer kun, når det virkelig er nødvendigt: når veksleren er fuld af rim, og varmeudvekslingen med luften er faldet under en bestemt grænse. Det måler styreprintet, ikke et ur. Det er vores afrimningssystem, patenteret. Mere plads mellem lamellerne betyder også mere rim, før grænsen nås, og dermed færre afrimninger, som forklaret i tippet om afrimning.
05
Ofte stillede spørgsmål
Hvordan virker en varmepumpe, forklaret enkelt?
Den laver ikke varme: den henter den fra udeluften og bringer den ind med et kølemiddel, der i et lukket kredsløb fordamper, komprimeres, kondenserer og ekspanderer. Strømmen driver kun kredsløbet.
Virker en varmepumpe under nul grader?
Ja: kølemidlet i udedelens flade skal bare være koldere end luften. Når det bliver koldere, vokser temperaturløftet, og COP falder.
Hvorfor yder en varmepumpe mindre i kulde?
Kompressoren skal arbejde hårdere, jo større afstanden er mellem fordampningstemperaturen ude og kondenseringstemperaturen inde: ved -7 °C er den større end ved +7 °C.
Kan den samme varmepumpe køle om sommeren?
Ja: kredsløbet vendes, og de to flader bytter opgave. Den indendørs tager varme fra rummene, den udendørs sender den ud.
Se også: Radiatorer til varmepumpe: virker det? Ja, og bedre med propan · Hvor meget strøm bruger en varmepumpe: pr. dag, pr. år og pr. størrelse, med tallene fra databladene · Varmepumpens COP: hvad det er, hvordan det måles, og hvorfor det ikke er det samme i tågen · Bedste luft til vand varmepumpe: 10 ting at tjekke, før du køber · Køling med varmepumpe: gulvkøling eller ventilatorkonvektorer, virkningsgrad og hvad der skal til · Jordvarme eller luft til vand-varmepumpe: forbrug, pris og levetid sammenlignet
Alle tekniske tips findes på seriens side. Det næste om to uger.
