Husk mig
▼ Indhold

Varmepumpen

Artiklen er en del af bogen Vedvarende energi i Danmark - En krønike om 25 opvækstår 1975-2000, udgivet på OVEs Forlag i 2000.

< BølgekraftIndholdsfortegnelseGeotermi - det varme vand i undergrunden >

Af Ejvin Beuse

Varmepumpen

De første egentlige varmepumper blev installeret i USA i 1932, hvor de indgik i de airconditioneringsanlæg som var ved at vinde udbredelse. Omkring samme tid (1938) installeres der en varmepumpe i Zürich’s nye rådhus - et anlæg der efter sigende stadig skulle være i drift.

Men først i midten af 50’erne begyndte de første pionerer i Danmark at sysle med varmepumper. Men formentlig på grund af de dengang lave priser på energi, kom der først rigtig gang i udviklingen efter den første energikrise i 1973. Man begyndte nu at interessere sig for alternative opvarmningsmuligheder, og hvad var mere nærliggende end at hente gratis varme fra jorden eller luften til husopvarmning og varmt brugsvand.

Adskillige mere eller mindre fantasifulde projekter dukkede op - f. eks. “energihegnet”, et stakit rundt om en del af haven bestående af forbundne rør i et lukket system. Hegnet fungerede som varmeoptager i et varmepumpeanlæg, der på den måde leverede varme til huset. Eller “energibrønden” som ingeniør N. K. Knudsen i Hedensted havde designet og søgte patent på. Han fandt det mere hensigtsmæssigt at trække energien ud af jorden, men havde ikke lyst til at få hele sin have gravet op, og havde derfor udtænkt et system hvor man i stjerneform fra en brønd borede huller til et antal rørsløjfer der så fungerede som varmeoptagere. Anlægget er beskrevet i en artikel i Vedvarende Energi nr. 31 fra 1981 (tema-nummer om varmepumper).

En central figur i disse år var civilingeniør Marc Fordsmand, der gennem en årrække havde interesseret sig for varmepumper. Han var bl.a. konsulent for det nystartede firma Dansk Varmepumpe Industri i Åbenrå (DVI), som i 1974 lancerede “Modul varmepumpen”. Ideen var at man kunne bestykke anlægget efter behov ved at koble et antal kompressorenheder (moduler) sammen til den ønskede effekt. I bunden placerede man et styremodul der sørgede for at indkoble kompressorerne en efter en (kaskadedrift) med skiftende start. Anlægget var udlagt til jord/vand, hvilket betyder at varmen optages fra slanger i jorden og overføres til et vandbåret system - enten et traditionelt radiatorsystem eller en vand/luft varmeveksler i kombination med et luftvarmeanlæg. Denne anlægstype blev også kaldt for “jordvarmeanlæg”, hvilket fejlagtigt fik nogle til at tro at der var tale om varme fra jordens indre, altså geotermisk varme, mens der i virkeligheden er tale om solenergi der er lagret i jordoverfladen.

DVI blev senere overtaget af Vølund, der droppede modul konceptet til fordel for et kabinet der indeholdt både kompressorer og varmtvandsbeholder.

Vedvarende energi fra solen

I Danmark er det mest almindeligt at anvende vedvarende energi som varmekilde til varmepumper i form af solenergi, enten direkte via solpaneler og energifangere eller ved akkumuleret solenergi i udeluft, i de øverste jordlag , i sø, å eller havvand.

Overskudsvarme fra industrielle processer kan enten direkte eller i forbindelse med varmegenvindingsanlæg anvendes som varmekilde med et godt resultat. Også overskudsvarme, der bortventileres fra stalde kan anvendes som en særdeles god varmekilde til varmepumper.

Drivenergi til varmepumper har hidtil primært være el-energi (små varmepumper), samt naturgas, dieselolie og vandkraft (store varmepumper). Der satses nu på udvidet anvendelse af forskellige gasser f.eks. udover N-gas, LPG-gas (“flaskegas”), biogas/ biodiesel og lignende som drivenergi. På lidt længere sigt vil vindkraft, solceller og forskellige former for biomasse også blive interessante som drivenergi i varmepumpesammenhæng.

Varmepumpen klarer sig ikke med ren vedvarende energi. Derfor har der været en del diskussion om varmepumpen overhovedet burde medtages under betegnelsen vedvarende energi. Men rigtigt anvendt kan den løse nogle af de problemer der er ved udnyttelse af de vedvarende energikilder. Både for sol- og vindenergi gælder det, at der kun i et vist omfang kan påregnes tidsmæssigt sammenfald mellem rådighed og forbrug. Der er derfor brug for en måde, hvorpå denne forskel kan udlignes. Her kan varmepumpen hjælpe ved i perioder med overskud af strøm at omdanne energien til varme.

Et andet problem, som knytter sig til udnyttelsen af solenergi, består i at temperaturen en stor del af året er for lav til, at den kan udnyttes direkte til enten rumopvarmning eller varmt brugsvand. En varmepumpe kan bruges til at hæve temperaturen som det f.eks. sker på solvarmeanlægget i Marstal hvor varmen fra sæsonvarmelageret hæves til et anvendeligt niveau via en varmepumpe.

Teknikken i en varmepumpe

Den simple forklaring på en varmepumpes funktion er, at den fungerer omvendt af et køleskab. I et køleskab bruger man elektricitet til via en kølekompressor at fjerne varme fra fødevarerne og sender den væk via en “radiator” bag på køleskabet. I et VP-anlæg tager man varmen fra jorden eller luften og sender den ind i husets varmesystem. I dette tilfælde kaldes kølekompressoren for en varmepumpe.

Mere teknisk-videnskabeligt kan funktionen i en varmepumpe beskrives som en termodynamisk kredsproces, der kan bringes til at fungere uendeligt. Processen blev oprindeligt beskrevet af franskmanden Sidi Carnot omkring 1830. Han vandt imidlertid ikke gehør for sin teori, da det teknologiske stade ikke tillod ham at eftervise den i praksis. Han har dog siden fået lidt oprejsning ved at have lagt navn til processen.

Det blev derimod en tysker ved navn Clausen og en englænder ved navn Thomsen, der havde hørt om Carnots arbejde, og som gennem viderebearbejdning sikrede den videnskabelige anerkendelse af teorien. Thomsen blev senere adlet til lord Kelvin, for sin påvisning af det absolutte nulpunkt - 273 grader celsius, og heraf begrebet Kelvin grader, der tager sit udgangspunkt netop ved denne temperatur.

Omkring energikriserne

I perioden op til den første danske energikrise (1970-1975) var det kun en lille kreds af “pionerer”, der eksperimenterede med de små varmepumper. Blandt dem kan nævnes Brinch Nielsen, M. Fouksmand, Eilif Nielsen, Ohlsen, P. Danig, og H.C. Aagaard.

Energikrisen udløste en massiv indsats i form af energisparekampagner, tilskud til energibesparende foranstaltninger samt energiforskningsprogrammer, alt sammen med henblik på at reducere det samlede danske energiforbrug, samt at gøre Danmark uafhængig af import af olie og gas.

I perioden fra 1975 - 1977 blev det første energiforskningsprogram for varmepumper iværksat. Det omhandlede bl.a. varmeovergangsforhold i jord, fordampningsforløb i jordfordampere, varmeoptagelse fra luft, varmeovergangsforhold for luftkølere, varmefordelingssystemer. Blandt folkene bag energiforskningsprogrammet kan nævnes O.G. Westh, T. Balstrup, P. Worsøe-Schmidt, S. Rolf Jacobsen, Anders Korsgaard, H. Vendelbo Holm. Desuden var DEFU (Danske Elværkers Forenings Udredningsafdeling) meget aktive i den efterfølgende periode op til 1985.

Udviklingen fra 1975

I perioden 1975-1980 udvikledes de første kompakte varmepumpeunits til opvarmning og forsyning med varmt brugsvand - primært til småhusområdet.

Endnu en energikrise i slutningen af 70’erne medførte en endnu kraftigere indsats end tidligere. For varmepumpeområdet blev der iværksat et omfattende energiforskningsprogram, hvor der over en 10-årige periode (1980-1990) blev gennemført og rapporteret mere end 75 projekter.

I 1980 blev der vedtaget en lov, hvorefter der kunne opnås tilskud til anlæg, der udnyttede vedvarende energikilder, herunder varmepumper. Denne lov er stadig gældende. Tilskudsprocenten for varmepumper har varieret fra 0 - 30% og er i år 2000 15%, men kun i områder, der ikke er kollektivt varmeforsynet (fjernvarme og naturgas), og kun for godkendte anlæg.

Prøvestationen for Varmepumpeanlæg blev oprettet i 1981. Siden starten er der udstedt mere end 600 systemgodkendelser og gennemført over 170 laboratorieprøvninger på prøvestand suppleret med feltundersøgelser og driftserfaringer fra installerede anlæg. H.C. Aagaard, har ledet Prøvestationen gennem alle årene, bistået af bl.a. Ole Larsen, Jørn Mørk Thomsen, Preben Munter, Erik Winther og nu Claus Schøn Poulsen.

Den nyeste udvikling

Der har siden de første varmepumpeanlæg så dagens lys i midten af 70’erne, været en positiv udvikling af anlæggene. Navnlig indenfor de seneste ti år er ydelserne gradvist blevet forbedret (se tabel).

I forbindelse med fremkomst af en ny generation af forskellige typer rotationskompressorer anvendelige for varmepumpedrift, samt overgang til anvendelse af naturlige kølemidler, har der åbnet sig helt nye muligheder for en betydelig effektivitetsforbedring. Der er derfor gennemført en række projekter der skal udnytte de tekniske muligheder.

I 1997 vandt en dansk produceret varmepumpe fra firmaet Lodam Energi A/S en konkurrence udskrevet af hollandske regering. Varmepumpen indgik i et system baseret på varmeoptagelse fra jorden og afgivelse gennem gulvvarme og radiatorer i kombination med varmegenvinding med balanceret ventilation.

Herhjemme er der netop igangsat et demonstrations-projekt som i to boliger skal eftervise en markant forbedret virkningsgrad baseret på den seneste tekniske udvikling

Inden for de seneste år har en ny type varmepumpeanlæg vundet indpas på det danske marked. Helt nyt er det dog ikke, da konceptet som køleanlæg har været kendt i mange år. Her kaldes det blot for “split-units”, hvilket henviser til at udedel og indedel af anlægget kan monteres hver for sig, hvor det er mest hensigtsmæssigt. Anlægget kan altså kun betjene ét rum, og installeres fortrinsvis i elopvarmede huse, hvor forbruget til opvarmning er stort og hvor man ikke ønsker at konvertere til et rørbårent varmeanlæg.

I de seneste 20 år er det især den mangeårige formand for Varmepumpefabrikantforeningen Jens Andersen; LODAM A/S, og sekretæren Kai Sørensen, der sammen med Prøvestationen for Varmepumpeanlæg har stået for udviklingen og de resultater, der er opnået.



VP-type1994-972000200520201982-85
V/V2,7-3,33,5-4,23,6-4,54,3-4,82,3
L/V2,4-2,93,1-3,63,2-3,83,6-4,31,9
L/L2,3-2,62,9-3,43,0-3,63,3-3,8-
L/Brugsvand1,6-2,01,8-2,22,22,51,3
Staldvarme2,9-3,73,7-4,63,9-4,84,5-5,02,9

Som det fremgår af skemaet ovenfor ligger luft til luft varmepumpeanlæg i den dårlige ende hvad effektfaktoren angår. Af en brochure for et Toshiba-varmepumpeanlæg fremgår det da også at hvor man ved +7 grader kan opnå 3,2 så falder effektfaktoren ved -10 graders udetemperatur til 1,8. Så løsningen er lidt bedre end ren elvarme, men vedvarende energi skal man nok vogte sig for at kalde det.

Hidtil har drivenergien til varmepumper primært været el (små anlæg) og naturgas eller diesel (store anlæg). Men der satses nu på udvidelse af drivmidler i form af LPG-gas (flaskegas) og biogas eller biodiesel. På lidt længere sigt kan solceller også blive aktuelle som drivenergi i varmepumpeanlæg.

Varmepumpeordningen

For at få det størst mulige udbytte af en varmepumpe er det vigtigt at den har den rette størrelse, samt at den er installeret korrekt. For at sikre dette er der i 1994 indført en kvalitetssikringsordning - varmepumpeordningen - hvis hovedformål er at minimere energiforbrug og emission ved anvendelse af varmepumper. Ved at anvende de uddannede montører fra ordningen opnår man størst sikkerhed for, at anlægget er korrekt dimensioneret og installeret.

Gennem årene har udviklingen været støttet af Energistyrelsen. De seneste år er det især Jan Bünger, der har været med til at sikre de nødvendige ressourcer, der i dag placerer Danmark helt i front på varmepumpeområdet.

Kilder:
“Varmepumpens historiske udvikling og placering som energianlæg” af H.C. Aagaard, Teknologisk Institut 1999.
“Danske varmepumper er fremtidens miljørigtige opvarmning”, artikel i VE-information, aug. 1997.
“Varmepumper bliver stadig bedre”, artikel af Jette Ellegård i VEinformation nr. 83, aug. 1998.
Vedvarende Energi nr. 31 fra 1981 (tema-nummer om varmepumper).
“Varmepumper er en god forretning - men kun for elværkerne, af Torgny Møller, Vedvarende Energi nr. 20, 1980.


< BølgekraftIndholdsfortegnelseGeotermi - det varme vand i undergrunden >


> Mere om varmepumper på Klimadebat.dk






 0 kommentar(er) · 2533 fremvisninger

Kommentarer
Der er ikke skrevet kommentarer til denne artikel.

Deltag aktivt i debatten om artiklen Varmepumpen:

Husk mig

Lignende indhold
Artikler
Hvad er en luft til vand-varmepumpe?
Luft til vand-varmepumper
Luft til luft-varmepumper
Varmepumper
NyhederDato
Danmarks største varmepumpe sat i gang03-09-2009 21:31
DebatterSvarSeneste indlæg
Valg af Varmepumpe..?8916-12-2015 23:18
Vølund varmepumpe 2025 "Fighter" :-( Kan det kaldes en fighter?401-12-2015 13:41
Sammenkobling af en luft/vand-varmepumpe med oliefyr318-08-2014 09:36
Oliefyr og varmepumpe på samme anlæg2005-01-2014 13:49
Danfoss varmepumper1616-10-2013 20:17
▲ Til toppen
Afstemning
Bør der indføres en klimaafgift på oksekød, som foreslået af Etisk Råd?

Ja

Nej

Ved ikke


Tak for støtten til driften af Klimadebat.dk.
Copyright © 2007-2016 Klimadebat.dk | Kontakt | Privatlivspolitik