Læsevejledning
Varmepumper er i højsædet i disse dage, især i Europa, hvor nogle lande arbejder på at forbyde installation af fossile brændeovne 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 give varmt vand eller dampopvarmning.) I år begyndte den amerikanske regering at tilbyde skattemæssige incitamenter for installation af varmepumper, som har en tendens til at koste mere på forhånd end traditionelle ovne men er meget mere effektive i det lange løb.
Inden for nye energikøretøjer har det, fordi batterikapaciteten er begrænset, også fået industrien til at henvende sig til 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 buzz, bliver du måske overrasket over at høre, at du allerede bruger envarmepumpe- du har sandsynligvis mere end én i dit hjem og mere end én i din bil. Du kalder dem bare ikke varmepumper: du 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. Varmen flyder spontant fra varmt til koldt. Men hvis du vil vende den fra kold til varm, skal du "pumpe" den. 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 indeholdt i en form for kølelager (luft, vand osv.) til varmelageret, bliver kølelageret koldere og varmelageret varmere. Det er faktisk det, dit køleskab eller klimaanlæg går ud på – det flytter varmen fra, 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 varmepumpe?
Den vigtigste indsigt, der produceredevarmepumper kom i begyndelsen af det 19. århundrede, da en række opfindere, inklusive 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, hævdede de, ville det være bedre at samle dem, kondensere dem til en væske og genbruge den væske som kølemiddel.
Det er, hvad køleskabe og klimaanlæg er til. 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 (evt. ved hjælp af en ventilator) strømme ud i det omgivende miljø – uanset om det er udendørs eller andre steder i køkkenet.
Når det er sagt: du er meget fortrolig med varmepumper; Det er bare, at du bliver ved med at omtale dem som klimaanlæg og køleskabe.
Lad os nu lave endnu et tankeeksperiment. Hvis du har vinduesklimaanlæg, kan du endda gøre det som et rigtigt eksperiment. Installer baglæns. Det vil sige, installer dens kontroller uden for vinduet. Gør dette i køligt, tørt vejr. Hvad skal der ske?
Som du kunne forvente, blæser den kold luft ind i din baghave og frigiver varme ind i dit hjem. Så det transporterer stadig varme, hvilket gør dit hjem mere behageligt ved at opvarme det. Nok, det 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 det bedstevarmepumpe, men det vil virke. Hvad mere er, når sommeren kommer, kan du også vende den på hovedet og bruge den som klimaanlæg.
Selvfølgelig skal du faktisk ikke gøre det. Hvis du prøver det, vil det utvivlsomt mislykkes, første gang det regner, og der kommer vand ind i controlleren. I stedet kan du købe dig en kommerciel "luftkilde" varmepumpe, der bruger samme princip til at opvarme dit hjem.
Problemet er selvfølgelig, at vodka er dyrt, og du løber hurtigt tør for det for at køle vinen. Selvom du erstatter vodka med en billigere sprit, vil du snart klage over udgiften.
Nogle af disse enheder har, hvad der kaldes vendeventiler, som tillader den samme enhed at udføre en dobbelt rolle: de kan pumpe varme udefra og indefra og ud, hvilket giver både varme og aircondition, som beskrevet nedenfor.
Hvorfor er varmepumper mere effektive end elvarmere?
Varmepumper er mere effektive end elektriske varmeapparater, fordi de ikke kræver elektricitet for at generere varme. Den elektricitet, der bruges af envarmepumpegenererer noget varme, men endnu vigtigere, 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 ydeevnekoefficienten eller COP.
En simpel elektrisk rumvarmer, der leverer al den varme, der genereres af det elektriske varmeelement, har en COP på 1. På den anden side kan COP for en varmepumpe være en størrelsesorden højere.
COP for en varmepumpe er dog ikke en fast værdi. Den er omvendt proportional med temperaturforskellen mellem de to reservoirer, hvori der pumpes varme. Når det er sagt, hvis du pumper varme fra et ikke for koldt reservoir til en ikke for varm bygning, vil COP være en stor værdi, hvilket betyder, at din varmepumpe er meget effektiv til at bruge strøm. 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.
Luftvarmepumper, som bruger udeluft som varmereservoir, er den dårligste mulighed i denne forbindelse, fordi udeluften er meget kold i vinterfyringssæsonen. Endnu bedre er jordvarmepumper (også kendt som geotermiske varmepumper), for selv om vinteren er jorden på mellemdybder stadig ret varm.
Hvad er den bedste varmekilde til varmepumper?
Problemet med jordkildevarmepumperer, at du har brug for en måde at få adgang til dette nedgravede varmereservoir. Hvis du har plads nok omkring dit hjem, kan du grave grøfter og nedgrave en masse rør i en rimelig dybde, fx et par meters dybde. 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 bliver dog dyrt.
En anden strategi tilgængelig for nogle heldige er at udvinde varme fra en nærliggende vandmasse ved at dyppe et rør i vandet i en vis dybde. Disse kaldes vandvarmepumper. Nogle varmepumper anvender den mere usædvanlige strategi at udvinde varme fra luften, der forlader bygningen, eller fra solvarmevand.
I meget kolde klimaer er det fornuftigt at installere en jordvarmepumpe, hvis det er muligt. Det er formentlig derfor, at de fleste varmepumper i Sverige (som har en af det højeste antal varmepumper pr. indbygger) er af denne type. Men selv Sverige har en stor procentdel af luftvarmepumper, hvilket modsiger den almindelige påstand (i hvert fald i USA), at varmepumper kun er egnede til opvarmning af boliger i mildt klima.
Så uanset hvor du er, hvis du har råd til de højere forudgående omkostninger, næste gang du står over for en beslutning om, hvordan du skal opvarme dit hjem, kan du overveje at bruge en varmepumpe i stedet for en traditionel komfur eller kedel.
Indlægstid: 19. oktober 2023