Egenproduktion, varmepumper

Fra energiwiki.dk

Skift til: Navigation, Søgning

Varmepumper anvendes til at flytte varme fra et lavere temperaturniveau til et højere niveau, så varmen bedre kan udnyttes til f.eks. rumvarme eller industrielle procesbehov. Varmepumpen kræver dog supplerende tilførsel af energi til at drive varmepumpeprocessen. Afhængig af type er der tale om mekanisk eller termisk energitilførsel. Den mekaniske energi tilføres normalt fra en elmotor, men også forbrændingsmotorer kan anvendes.

Varmepumper er relativt investeringstunge og kræver typisk høje drifttimetal for at opnå en tilfredsstillende økonomi.

I forbindelse med energieffektivisering kan varmepumper i lighed med varmevekslere anvendes til varmegenvinding. Da varmevekslere er langt billigere i investering og drift, gælder som hovedregel, at man først skal udnytte muligheder for energibesparelser via varmeveksling og først derefter overveje muligheder med varmepumper.


Varmepumpetyper

Der findes to hovedtyper, kompressions- og absorptionsvarmepumper, se figur 1 og 2. Figurerne viser de mest enkle udformninger. I praksis vil man især til større temperaturløft anvende flertrinssystemer for at øge effektiviteten.

Lavtemperaturmediet, fra hvilket der ønskes flyttet og udnyttet varme, kan eksempelvis være:

  • Procesvarme ved ikke umiddelbart udnytteligt temperaturniveau
  • Røggas fra kedler eller kraftvarmeenheder
  • Spildevand fra renseanlæg
  • Afkastluft fra ventilationssystem (et eksempel, hvor der dog primært bør satses på varmeveksling før varmepumpeovervejelser)
  • Jordvarme
  • Ude- eller indeluft
  • Sø- eller havvand
  • Grundvand (undersøg myndighedskrav)
  • Geotermisk varme


Kompressionsvarmepumpe

Figur 1. Principskitse af kompressionsvarmepumpe. Her vist med gasmotor som mekanisk energitilførsel.


Kompressoren hæver tryk og temperatur af kølemidlet, som f.eks. ammoniak. Herved transporteres varmen til kondensatoren, hvor varmen afgives ved kondensation. Kølemidlet passerer herefter ekspansionsventilen, hvorved tryk og temperatur falder, og fordampning kan ske ved varmeoptag i fordamperen. Herfra suges kølemidlet til kompressoren.

Absorptionsvarmepumpe

Figur 2. Principskitse af absorptionsvarmepumpe.


I forhold til kompressionsvarmepumpen er kompressoren erstattet af et system med absorber, en varmeveksler og en desorber. Ud over den supplerende termiske energitilførsel drives systemet af en mindre cirkulationspumpe. Der anvendes to medier til energitransport:

  • Absorbent, f.eks. vand.
  • Kølemiddel, f.eks. ammoniak eller lithiumbromid.


Fordelene ved absorptionsvarmepumper i forhold til kompressionsvarmepumper er:

  • Få bevægelige dele
  • Lang levetid
  • Næsten intet mekanisk energibehov
  • Lavere trykniveauer
  • Miljøvenlige kølemidler
  • Mindre investering


Effektivitet af varmepumper

For varmepumper defineres en virkningsgrad, kaldet effektfaktoren (COP, coefficient of performance), som forholdet mellem afgivet energi og tilført supplerende mekanisk eller termisk energi. Jo mindre temperaturløft, varmepumpen skal udføre, desto højere COP-værdi kan opnås, se figur 3. Bemærk, at COP-værdien beregnes ud fra den tilførte mekaniske effekt. Er den f.eks. frembragt via en gas- eller elmotor, skal der ved en samlet vurdering indregnes virkningsgrad for disse enheder.

Effektfaktoren er en "driftsnyttevirkning" ved bestemte forhold og angiver ikke, hvordan årsnyttevirkningen for varmepumpen vil være. Når et varmepumpeanlæg driftsøkonomisk vurderes, er det nødvendigt at anvende en skønnet årsnyttevirkning eller årseffektfaktor (leveret energi i forhold til tilført energi over året). Typiske årsnyttevirkninger for mindre kompressionsvarmepumper til rumopvarmning ses i tabel 1.


Tabel 1. Årsnyttevirkninger – skønnede værdier for forskellige typer varmepumper og forskellige anvendelsesformål (varmeafgiversystemer).


Teknologisk Institut har for Energistyrelsen opbygget en model for en såkaldt ”normeffektfaktor”. Der er angivet to værdier for hver varmepumpe, én hvor varmepumpen er tilsluttet et radiatorsystem, samt én hvor varmepumpen er tilsluttet et gulvvarmesystem. Begge værdier inkluderer opvarmning af brugsvand. Standarden forsøger dermed at give et billede af, hvor effektiv varmepumpen er over et ”normalår” under de betingelser, som en varmepumpe reelt udsættes for, når den står ude hos forbrugeren

I det nye bygningsreglement BR10 stilles krav til væske/vand- og luft/vand-varmepumpers normeffektfaktor.


Tabel 2. Krav til væske/vand varmepumpe der forsyner gulvvarme.
Tabel 3. Krav til væske/vand varmepumpe der forsyner radiatorer.


I BR10 stilles der endvidere krav om, at luft/vand varmepumper mindst skal have en normeffektfaktor jf. Energistyrelsens energimærkningsordning på 3,2 ved tilslutning til gulvvarme. Luft/vandvarmepumper skal tilsvarende mindst have en normeffektfaktor ved tilslutning til radiatorer på 2,7.


Figur 3. Eksempler på målte effektfaktorer (COP) for mindre jord- eller luftvarmepumper til rumopvarmning. Det fremgår, at højeste effektivitet opnås i lavtemperatursystemer (gulvvarme).


Kilder og yderligere oplysninger

Kommentarer

Det er ikke muligt at tilføje kommentarer uden en bruger.
Opret en bruger eller log ind her.

Gå til Egenproduktion, varmepumpers diskussionsside for at rette og/eller slette kommentarer her.

Hentet fra "http://energiwiki.dk/index.php/Egenproduktion,_varmepumper"
Personlige værktøjer