Varmepumpeteknologi

Varmepumper representerer en unik teknologi som kan flytte varme fra et lavere til et høyere temperaturnivå. Dette er svært nyttig i mange sammenhenger fordi varmen kun er nyttig når den er på et høyere nivå enn omgivelsestemperaturen.

For å kunne transportere varme fra et lavere til et høyere temperaturnivå benyttes et arbeidsmedium, som er valgt slik at det fordamper og kondenserer ved ulike temperaturer. I varmepumpekretsen inngår fire hovedkomponenter: 

  • Fordamper 
  • Kompressor 
  • Kondensator
  • Strupeventil

Både når det gjelder arbeidsmedium og komponenter finnes det mange ulike varianter på markedet. Det brukes store ressurser på forskning og utvikling, og det skjer hele tiden en utvikling mot bedre komponenter. I tillegg til at det skjer en kontinuerlig utvikling mot bedre produkter skjer det med jevne mellomrom teknologiske kvantesprang hvor man får helt nye anvendelsesmuligheter for varmepumpeteknologien.

Arbeidsmedier

De viktigste faktorene som avgjør hvilket kuldemedium som bør benyttes i varmepumpen er: 

  • Temperaturområdet for varmepumpen 
  • Systemløsning for varmepumpen 
  • Oppstillingssted for varmepumpen 
  • Tilgjengelighet og pris for varmepumpen
  • Miljøkonsekvenser

De første kuldeanleggene benyttet naturlige arbeidsmedier som ammoniakk, karbondioksid og hydrokarboner. I 30-årene kom de første kuldeanleggene med syntetiske arbeidsmedier, først KFK (f.eks. KFK-12), senere HKFK (f.eks. HKFK-22). Disse kuldemediene var i motsetning til de naturlige kuldemediene verken brennbare eller giftige.

KFK er i dag forbudt brukt i kulde- og varmepumpeanlegg. HKFK er forbudt i nye anlegg, men frem til 31.12.2015 er det tillatt med påfylling av arbeidsmedium i eksisterende anlegg. Grunnen til at disse arbeidsmediene har blitt forbudt er at de er til alvorlig skade for miljøet (ozonnedbryting, drivhusvirkning). De arbeidsmediene som i stor grad har erstattet KFK og HKFK er nye HFK (F-gass) arbeidsmedier. Disse har ikke en nedbrytende effekt på ozonlaget, men også disse har en negativ drivhuseffekt ved utslipp. Det er statlig avgift ved innførsel eller produksjon av HFK.

Da HFK gasser har en negativ drivhuseffekt ved utslipp ble F-gass forordningen vedtatt i EU 17. mai 2006, og i Norge trådte forordningen samt tilhørende underforordninger i kraft 6. mai 2010. Dette betyr at personell og bedrifter som er i befatning med gassene må sertifisere seg, fristen for sertifisering i F-gass forordningen er 1. september 2013. Det vanligste kuldemediet i dagens varmepumper er R410A, et utslipp på 1 kg av denne HFK gassen tilsvarer et CO2 utslipp på 1,73 tonn.

Dette har medført at det igjen er stor interesse for naturlige arbeidsmedier som ammoniakk, karbondioksid og hydrokarboner. Ammoniakk er et godt egnet arbeidsmedium i varmepumper på grunn av høy kritiske temperatur og har vært benyttet i hele perioden med syntetiske arbeidsmedier. Bruksområdet er noe begrenset av mediets giftighet.

Karbondioksid har helt spesielle termodynamiske egenskaper som arbeidsmedium for varmepumper. Det arbeider under langt høyere trykk(opptil 150bar) og det skjer ingen kondensering ved varmeavgivelsen (transkritisk prosess). Prosessen er best egnet når også varmebæreren gjennomgår en stor temperaturendring, som ved beredning av varmt tappevann.