Varmepumper Av Snorre Nordal Seksjon for læring og lærerutdanning Universitetet for miljø- og biovitenskap 2. april 2017 www.umb.no

Hvordan er dette mulig?! 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 1: Varmeoverføring fra varmt til kaldt ”Overlatt til seg selv, vil varmen alltid gå fra området med høyest temperatur til området med lavest temperatur.” 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 2: Fordamping krever tilførsel av energi ”For at en væske skal fordampe, må den få tilført energi (fordampningsvarme). Denne energien blir lagret i dampen.” 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 3: Kondensering frigjør energi ”Damp kondenserer når temperaturen faller til (under) kokepunktet. Energien som ble lagret i dampen ved fordampingen (kokingen), blir nå frigjort.” 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 4: Kokepunktet avhenger av trykket over væsken ”Kokepunktet til en væske avhenger av trykket over væskeoverflata: Når trykket er høyt, er kokepunktet høyt Når trykket er lavt, er kokepunktet lavt” Mat blir fortere ferdigkokt ved høyt trykk, fordi den da koker under høyere temperatur. (Det tar altså lengre tid å få hardkokt egg på Galdhøpiggen.) 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 5: Rask trykkøkning fører til temperaturstigning ”Når en gass blir raskt presset sammen slik at trykket i gassen øker, fører det til at temperaturen i gassen stiger.” 2. april 2017 www.umb.no

Fysikk-lov nr. 6: Rask trykkreduksjon fører til temperaturfall ”Når en gass utvider seg hurtig uten å få tilført energi utenfra, synker både trykket og temperaturen i gassen.” CO2-patron 2. april 2017 www.umb.no

”Transportkretsen” Varmevekslere: Fordamper (F) og Kondensator (K) Pumpe (P) – kompressor Trykkreduksjonsventil (T) 2. april 2017 www.umb.no

”Transportkretsen” i detalj 4-5. Dampen komprimeres (høyt trykk)  Høyt kokepunkt (f.eks. 40°C). T=Tkoke 3. Væsken blitt til damp, med lavt trykk og lav T 6. Dampen kondenseres  Avgir varme til omgivelsene 2. Væsken fordamper  Tar varme fra omgivelsene Henter varme fra utsiden av fordamperen, og transporterer energien til utsiden av kondensatoren hvor varmen avgis. 7. Væske med høyt trykk og høy T 1. Lavt trykk  Lavt kokepunkt (f.eks. -5°C). T=Tkoke 8-9. Trykket reduseres  Lavt kokepunkt (f.eks. -5°C) 2. april 2017 www.umb.no

”Røntgen-bilde” av et kjøleskap Fordamperen er sammensatt av to plater. ”Rørene” som kjøle-mediet passerer gjennom er gjerne kanaler i platene. Kompressoren finner vi utenfor den isolerte delen av kjøleskapet. Den blir oftest drevet av en el-motor. Kondensatoren finner vi på den svarte metall-platen på baksiden av kjøleskapet. Trykkreduksjons-ventilen er oftest et langt tynt kapillær-rør. Vi finner den gjerne i nærheten av kompressoren 2. april 2017 www.umb.no

Varmepumpa: Samme prinsipp Pumper i hver ende av transportkretsen Varmevekslere i huset. 2. april 2017 www.umb.no

Kjølemediet Kjølemediets egenskaper: Lavt kokepunkt Ikke giftig eller brennbart Ikke korrosivt Billig Til midt på 90-tallet: KFK- og HKFK-forbindelser Kjølemedier som inneholder klor og brom bidrar til å bryte ned ozon-laget når de kommer opp i stratosfæren Ny teknologi kan bruke CO2 som kjølemedium KFK: Klorflourkarboner HKFK: Hydrogenklorfluorkarboner CO2: Forsøk på SINTEF Propan og ammoniakk, men også ulike hydrokarboner og vann virker å være lovende nye medier 2. april 2017 www.umb.no

Energikilder for varmepumper Uteluft Sjø eller hav Grunnvann Berggrunn Jord Avtrekksluft Avløpsvann Grunnvannet i et 80-180 meter dypt borehull, har en jevn temperatur på fra +7 grader eller mer i kystområdene, til +2 grader på Finnmarksvidda. Det ble nylig meldt at Norges største varmepumpe skal installeres i tilknytning til Oslo-kloakken. Denne vil kunne dekke varmebehovet til 5000 husstander! 2. april 2017 www.umb.no

Ulike typer Luft-til-luft Luft-til-vann Vann-til-vann Ute-delen inneholder fordamper, kompressor og trykkreduksjonsventilen. Luft-til-luft Luft-til-vann Vann-til-vann Stein/jord/osv-til-vann Inne-delen inneholder kondensatoren. Vann-til-vann anlegg i private husholdninger er oftest knyttet til varmtvannsberederen, som da også fungerer som varmereservoar. 2. april 2017 www.umb.no

Ikke sats alle pengene på én hest... Varmepumpa kan dekke oppvarmingsbehovet det meste av året, men ikke de kaldeste dagene. Man må mao ha en ”backup”, f.eks. en vedovn. 2. april 2017 www.umb.no

Hva koster det? Vann-til-vann: Borehull, rørleggerarbeider samt varmepumpe koster i størrelsesorden kr 100 000 I tillegg kommer evt. ombygging av radiatoranlegg eller legging av gulvvarme med tilhørende automatikk. For anlegg med jordvarme eller varme fra sjø/vann kan prisen bli noe lavere, i størrelsesorden Luft-til-luft: kr 10 000 – 30 000, en investering som forhandlerne hevder vil være inntjent på 2-3 år. Man kan søke om støtte gjennom Husbanken og Enova. Varmepumpas levetid er på 15-20 år 2. april 2017 www.umb.no

Norge – gunstig for varmepumper Lang fyringssesong Riktig dimensjonerte anlegg får lang driftstid Lett tilgang på gode termiske energi-kilder, bl.a. sjøen. Stort sparepotensiale! Den elektriske energien som trengs kommer fra vannkraft Dette gjør varmepumpa til et miljøvennlig alternativ I Norge var det i 2003 40 000 varmepumper i drift i Norge (men 300 000 i Sverige) 2. april 2017 www.umb.no

Lavenergiboliger 2. april 2017 www.umb.no