Læsevejledning
Varmepumper er meget populære i disse dage, især i Europa, hvor nogle lande arbejder på at forbyde installation af fossilbrændselsfyrede brændselsovne og kedler til fordel for mere miljøvenlige muligheder, herunder energieffektive varmepumper. (Ovne opvarmer luft og distribuerer den gennem rør i hele huset, mens kedler opvarmer vand for at levere varmt vand eller dampopvarmning.) I år begyndte den amerikanske regering at tilbyde skattelettelser til installation af varmepumper, som typisk koster mere i starten end traditionelle ovne, men er meget mere effektive i det lange løb.
Inden for nye energikøretøjer har batterikapaciteten, fordi den er begrænset, også fået industrien til at vende sig mod varmepumper. Så måske er det tid til hurtigt at lære, hvad varmepumper betyder, og hvad de gør.
Hvad er den mest almindelige type varmepumpe?
I betragtning af den seneste tids omtale, vil du måske blive overrasket over at erfare, at du allerede bruger envarmepumpe- du har sandsynligvis mere end én i dit hjem og mere end én i din bil. Man kalder dem ikke bare varmepumper: man bruger udtrykkene "køleskab" eller "klimaanlæg".
Faktisk er disse maskiner varmepumper, hvilket betyder, at de flytter varme fra et relativt koldt sted til et relativt varmt sted. Varme strømmer spontant fra varmt til koldt. Men hvis du vil ændre det fra koldt til varmt, skal du "pumpe" det. Den bedste analogi her er vand, som strømmer ned ad en bakke af sig selv, men skal pumpes op ad bakken.
Når du pumper varmen fra en eller anden form for kølelager (luft, vand osv.) til det varme lager, bliver kølelageret koldere, og det varme lager bliver varmere. Det er faktisk det, dit køleskab eller klimaanlæg handler om - det flytter varme fra et sted, hvor det ikke er nødvendigt, til et andet sted, og du er ligeglad med, om du spilder lidt ekstra varme.
Hvordan laver man en praktisk køler med en varmepumpe?
Den vigtigste indsigt, der frembragtevarmepumper kom i begyndelsen af det 19. århundrede, da en række opfindere, herunder Jacob Perkins, indså, at de kunne køle noget på denne måde uden at spilde de flygtige væsker, der fordampede for at opnå afkølingen. I stedet for at frigive disse dampe til atmosfæren, argumenterede de, ville det være bedre at opsamle dem, kondensere dem til en væske og genbruge denne væske som kølemiddel.
Det er dét køleskabe og klimaanlæg er til for. De fordamper flydende kølemidler og bruger den kolde damp til at absorbere varme fra indersiden af et køleskab eller en bil. Derefter komprimerer de gassen, som kondenserer tilbage til flydende form. Denne væske er nu varmere end da den startede, så noget af den varme, den holder på, kan nemt (muligvis ved hjælp af en ventilator) strømme ud i det omgivende miljø - hvad enten det er udendørs eller andre steder i køkkenet.
Når det er sagt: du er meget bekendt med varmepumper; det er bare det, at du bliver ved med at omtale dem som klimaanlæg og køleskabe.
Lad os nu lave et andet tankeeksperiment. Hvis du har klimaanlæg med vinduer, kan du endda gøre det som et rigtigt eksperiment. Installer det omvendt. Det vil sige, installer dets betjeningselementer uden for vinduet. Gør dette i køligt, tørt vejr. Hvad vil der ske?
Som forventet blæser den kold luft ind i din baghave og frigiver varme til dit hjem. Så den transporterer stadig varme, hvilket gør dit hjem mere behageligt ved at opvarme det. Jo, den køler luften udenfor, men den effekt bliver minimal, når du er væk fra Windows.
Du har nu en varmepumpe til at opvarme dit hjem. Det er måske ikke den bedstevarmepumpe, men det vil virke. Desuden kan du, når sommeren kommer, også vende den på hovedet og bruge den som klimaanlæg.
Det skal du selvfølgelig ikke gøre. Hvis du prøver det, vil det utvivlsomt mislykkes første gang, det regner, og vand trænger ind i styringen. I stedet kan du købe dig en kommerciel "luft-til-luft" varmepumpe, der bruger samme princip til at opvarme dit hjem.
Problemet er selvfølgelig, at vodka er dyrt, og du vil hurtigt løbe tør for det til at køle vinen ned. Selv hvis du erstatter vodka med en billigere sprit, vil du snart komme til at klage over udgiften.
Nogle af disse enheder har såkaldte omvendte ventiler, som gør det muligt for den samme enhed at udføre en dobbelt rolle: de kan pumpe varme udefra og ind eller indefra og ud, hvilket giver både varme og aircondition, som beskrevet nedenfor.
Hvorfor er varmepumper mere effektive end elektriske varmeovne?
Varmepumper er mere effektive end elektriske varmeovne, fordi de ikke kræver elektricitet for at generere varme. Den elektricitet, der bruges af envarmepumpegenererer noget varme, men endnu vigtigere er det, at det pumper varme udefra ind i dit hjem. Forholdet mellem den varme, der frigives til hjemmet, og den energi, der sendes til den elektriske kompressor, kaldes ydelseskoefficienten eller COP.
En simpel elektrisk varmelegeme, der leverer al den varme, der genereres af det elektriske varmeelement, har en COP på 1. På den anden side kan COP'en for en varmepumpe være en størrelsesorden højere.
En varmepumpes COP er dog ikke en fast værdi. Den er omvendt proportional med temperaturforskellen mellem de to reservoirer, hvori varmen pumpes. Når det er sagt, hvis du pumper varme fra et ikke for koldt reservoir til en ikke for varm bygning, vil COP-værdien være stor, hvilket betyder, at din varmepumpe er meget effektiv til at bruge elektricitet. Men hvis du forsøger at pumpe varme fra et ekstremt koldt reservoir ind i en allerede varm bygning, reduceres COP-værdien, hvilket betyder, at effektiviteten lider.
Resultatet er, hvad du intuitivt forventer: det er bedst at bruge den varmeste ting, du kan finde, som udendørs varmebeholder.
Luft-til-luft varmepumper, der bruger udeluften som varmelager, er den dårligste løsning i denne henseende, fordi udeluften er meget kold i vinterens fyringssæson. Endnu bedre er jordvarmepumper (også kendt som geotermiske varmepumper), fordi jorden i mellemdybder stadig er ret varm om vinteren.
Hvad er den bedste varmekilde til varmepumper?
Problemet med jordkildenvarmepumperer, at du har brug for en måde at få adgang til dette nedgravede varmereservoir. Hvis du har plads nok omkring dit hus, kan du grave grøfter og grave en masse rør ned i en rimelig dybde, f.eks. et par meter dybt. Du kan derefter cirkulere en væske (normalt en blanding af vand og frostvæske) gennem disse rør for at absorbere varme fra jorden. Alternativt kan du bore dybe huller i jorden og installere rør lodret i disse huller. Alt dette vil dog blive dyrt.
En anden strategi, der er tilgængelig for de få heldige, er at udvinde varme fra et nærliggende vandområde ved at dyppe et rør ned i vandet i en bestemt dybde. Disse kaldes vandkildevarmepumper. Nogle varmepumper anvender den mere usædvanlige strategi at udvinde varme fra luften, der forlader bygningen, eller fra solvarmevand.
I meget kolde klimaer giver det mening at installere en jordvarmepumpe, hvis det er muligt. Det er sandsynligvis derfor, at de fleste varmepumper i Sverige (som har et af de højeste antal varmepumper pr. indbygger) er af denne type. Men selv Sverige har en stor procentdel af luft-til-luft-varmepumper, hvilket modsiger den almindelige påstand (i hvert fald i USA) om, at varmepumper kun er egnede til opvarmning af boliger i milde klimaer.
Så uanset hvor du er, hvis du har råd til de højere startomkostninger, så overvej at bruge en varmepumpe i stedet for en traditionel brændeovn eller et fyr, næste gang du står over for en beslutning om, hvordan du vil opvarme dit hjem.
Opslagstidspunkt: 19. oktober 2023