Åbn hovedmenuen

Varmepumpe

en type varmeveksler
Eksempel på en gaskompressionsvarmepumpe, som virker ved hjælp af stoffaseændring. Stoffet i rørkredsløbet er under højt tryk i venstre side og kan være flydende efter aflevering af termisk energi ("varme", "varmeenergi") (1) og frem til (2), lige før dyssen går over i højre side. Det er en kørende kompressor (4), som sammen med dysen (2), der gør trykket relativt højt i (1) – og lavt i (3). Det resulterer i, at temperaturen i (3) er lavere – og (1) er varmere. Da (3) er kold, vil termisk energi både stråle ind i gassen via rør og køleplade – og blive ledet hertil via varmekonvektion (f.eks. luftstrømmen). (1) Er som regel også monteret på en køleplade og vil afgive varmen fra den komprimerede gas via rør og køleplade. I køleskabe og frysere vil den indre kolde køleplade gøre eventuelt indtrængende varm luft, der kommer ind via luftudskiftning pga. døråbning, så kold, at den relative luftfugtighed bliver 100 %, hvorved vand og andre flygtige stoffer kondenseres på kølepladen. Vandet kan fryse fast på kølepladen og skal af og til afrimes, da is er en dårlig varmeleder. Is fungerer faktisk som en isolator og vil sænke den samlede varmepumpes effektivitet.
Et eksempel på en varmepumpe med kombineret indendørs- og udendørs-enhed.
Indendørs- og udendørs-enheden kan separeres, og de to kølemiddelrør forlænges så. Funktionen af indendørs- og udendørs-enheden kan byttes i nogle modeller, så varmen pumpes udefra og ind i boligen.

En varmepumpe kan pumpe termisk energi fra et varmereservoir (f.eks. koldt) til et andet varmereservoir (f.eks. varmt). Det vil sige, at den kan anvendes til køling (køleskabe) og/eller opvarmning af boligen.

Hvor effektiv en varmepumpe er, kan beskrives ved effektfaktoren, . Effektfaktoren fortæller, hvor meget arbejde, der skal bruges for at tilføre en varmemængde på 1 Joule. Carnot udledte en formel til at beregne den teoretisk maksimale effektfaktor: , hvor er temperaturen målt i Kelvin.

Det overraskende er, at der via en ideel og praktisk varmepumpe bliver pumpet mere varmeenergi, end der tilføres af (mekanisk) energi. F.eks. vil en ideel varmepumpe kunne pumpe cirka 9 gange så meget varme, som der tilføres mekanisk, når Tkold = -10 °C og Tvarm = 20 °C, svarende til, at effektfaktoren her er 9. Med stempelkompressor-baserede varmepumper er det almindeligt med en faktor mellem 2 til 3. En normaleffektivitet på over 3 er i dag normal.

Varmen, der pumpes, fås f.eks. fra omgivelserne, men kan f.eks. også være et forholdsvis termisk lukket indre rumfang af et køleskab.

Man får derfor mere varme ved at pumpe med en varmepumpe end ved at omsætte energi direkte til varme (brødrister, el-radiatorer, olie- og gasfyr,...).

En varmepumpe til husbrug kan med fordel også vendes til et aircondition-anlæg. Fordelen er så, at man kan pumpe varme ind i huset om vinteren og pumpe varme ud af boligen om sommeren.

VarmepumpetyperRediger

Anvendelse: Vandkogning på havetRediger

En ideel varmepumpe kan pumpe cirka 3,7 gange så meget varme, som der tilføres mekanisk, når   og  , idet  3,7

Man skal dog huske på, at ved opvarmning af et varmereservoir fra en lavere til en højere temperatur, f.eks. opvarmning af vand fra 10 °C til kogepunktet omkring 100 °C, så vil start-effekfaktoren være højere end slut-effekfaktoren, når destinationsvarmereservoiret har nået en temperatur af cirka 100 °C. Derfor vil effekfaktoren for hele opvarmningen ligge mellem start- og slut-effekfaktoren.

Varmepumper til den private husstandRediger

Der findes mange forskellige muligheder med varmepumpens brug. En af disse er for at give varme i husstanden. Her varmer blandt andet luft til luft varmepumper og luft til vand varmepumper. Grundet til at varmepumpen er yderst populær er grundet den energieffektiv. Luft til luft varmepumpen bruges ofte i danske sommerhuse], da den kan holde disse varme hele året rundt uden at du oplever frostskader.

Luft til vand varmepumpen er den klassiske varmepumpe for den danske familie. Denne er meget populær i helårsboliger da den kan denne dække de flestes behov og bruges hele året.

Hvordan virker varmepumperRediger

 
Denne animation beskriver varmepumpen princip.
Grafik: Bruger:Timpet

Grundlæggende virker alle varmepumper ens.

Der sendes kølemiddel ind i en fordamper, her flyttes energi fra en ekstern del. Det kan være, jordanlæg eller udendørs blæser. Energi flyttes via en varmeveksler. Kølemidlet har nu fået en højere temperatur en før, og føres i en kompressor, herved dannes der mere energi i form af varme. Det opvarmet kølemiddel sendes til en kondensator, hvor det via en varmeveksler igen afgiver varmen til inde delen. Den kan bestå af en vand båret (jord til vand eller luft til vand) del eller luft båret del (luft til luft). Til sidst sendes kølemidlet igennem en drøvventil, som fjerner kompressionen, således at der sker et energi / varme tab, og processen kan du starte forfra.

Uanset hvilken af de ovenfor nævnte typer varmepumper der anvendes, så fungere kerne i dem på denne måde. De eksterne dele, bestående at udedelen og inde delen, kan således variere.

Eksterne henvisningerRediger