För att en vätska ska kunna förångas måste man tillföra energi. Detta är lätt att observera med vatten. När en kastrull med vatten värms upp till 100 grader Celsius (värmeenergi tillförs) börjar vattnet förångas. Även om ytterligare energi tillförs fortsätter vattnets temperatur inte att stiga. I stället omvandlas vattnet helt och hållet till ånga.
Hur fungerar en värmepump?
Fråga en expert om råd
Hur fungerar en värmepump?
En värmepump fungerar på samma sätt som ett kylskåp - fast omvänt. Medan ett kylskåp utvinner värmeenergi från kylskåpets inre, och avger den på utsidan, gör en värmepump tvärtom: Den utvinner värmeenergi från miljön utanför byggnaden och gör den användbar för uppvärmning inomhus. Förutom utomhusluften kan en värmepump t.ex utvinna värmeenergi värmeenergi från berget eller marken. Eftersom temperaturen på den värme som utvinns vanligtvis är otillräcklig för att värma upp en byggnad eller varmvatten, används värmepumpscykeln för att höja temperaturen.
Värmepumpens uppbyggnad och funktionsprincip
Oavsett vilken energikälla som nyttjas består värmepumpsystemet av tre delar:
- Källa: Utvinner energi från omgivningen
- Värmepump: Gör omgivningsvärmen användbar
- Sänka: Distribuerar och lagrar energin i t.ex. en byggnad
Endast genom samverkan kan värmepumpens komponenter möjliggöra användningen av miljöenergi. Processen börjar med värmekällan. I bergvärmepumpar cirkulerar här en blandning av vatten och frostskyddsmedel – köldbärare, som värms upp. Luft-vattenvärmepumpar suger däremot in utomhusluft via en fläkt. Köldbäraren respektive utomhusluften leds därefter till själva värmepumpen. I den så kallade köldmediekretsen höjs sedan temperaturen, innan värmen överförs till värmesystemet i form av radiatorer eller golvvärme. Alternativt så kann energin mellanlagras i en ackumulatortank eller varmvattenberedare.
Köldmediekretsen - kärnan i värmepumpscykeln
Oavsett vilken värmekälla som används för att generera värme är köldmediekretsen, som arbetar av fyra steg, alltid en central del i värmepumpens funktion.
Om en gas, t.ex. luft, komprimeras (trycket ökar) ökar också temperaturen. Du kan uppleva detta om du håller öppningen på en cykelpump stängd och trycker på luften - pumpens cylinder blir varm.
Eftersom energi inte kan gå förlorad, frigörs den värmeenergi som tidigare använts för förångningen igen när ånga kondenserar.
Om trycket i en trycksatt vätska plötsligt minskar sjunker temperaturen avsevärt. Detta kan till exempel observeras på en flaska med flytande gas i ett campingkök. Om ventilen öppnas kan det bildas is på ventilen till gasolflaskan, även på sommaren (trycket har minskat från ca 30 bar till 1 bar).
Köldmedium avgörande för värmepumpens funktion
Ett köldmedium är nödvändigt för att värmepumpen ska kunna fylla sin funktion. En viktig egenskap är den låga kokpunkten, som gör att köldmediet kan övergå från flytande till gasform även vid låga temperaturer. Temperaturer så låga som minus 20 grader Celsius är tillräckliga för detta. Värmepumpen fungerar därför även på vintern vid låga utomhustemperaturer. Den senaste generationen av Viessmanns värmepumpar använder det naturliga köldmediet propan (R290), som inte på något sätt är sämre än konventionella köldmedier när det gäller egenskaper.
Värmepumpens arbetsprincip
Det enklaste sättet att förklara denna process är att använda ett exempel på en luft/vattenvärmepump: En luft/vattenvärmepump kan bestå av en eller två enheter. I båda fallen är det en inbyggd fläkt som aktivt suger in omgivande luft och leder den till en värmeväxlare. Köldmediet strömmar genom värmeväxlaren och ändrar sitt fysiska tillstånd. När det kommer i kontakt med den omgivande luften värms köldmediet upp och blir gradvis till ånga. En kompressor komprimerar ångan vilket medför att trycket och därmed temperaturen ökar.
En andra värmeväxlare (kondensor) överför sedan energin från den uppvärmda ångan till värmekretsen (golvvärme, radiatorer, fläktkonvektor). Under processen kyls köldmediet, som fortfarande står under tryck, av och blir återigen flytande. Innan det kan strömma tillbaka till kretsen expanderas köldmediet först i en expansionsventil. När det har nått sitt ursprungliga tillstånd kan kylcykeln börja igen.
En värmepump fungerar på samma sätt som ett kylskåp - fast i motsatt riktning.
Information om hur de fungerar
Hur fungerar värmepumpar på vintern och vad behöver du veta om el från värmepumpar? Ta reda på mer detaljer om värmepumpens drift och funktion.
Kompression kräver elektrisk ström
Kompressorn är en viktig komponent i köldmediekretsen. Utan komprimering är nämligen utgångstemperaturen för låg för att kunna värma upp en byggnad till en behaglig temperatur - i synnerhet under mycket kalla dagar med tvåsiffriga minusgrader. I praktiken används ett antal kompressorer, inklusive kolvkompressorer och scrollkompressorer, som alla är elektriskt drivna. Effektförbrukningen för komprimering beror på många faktorer. Dessa inkluderar värmebehovet, kompressortekniken och sist men inte minst temperaturskillnaden mellan värmekällan och värmesystemet. Som en allmän regel gäller följande: Ju högre temperaturskillnad mellan värmekällan och framledningstemperaturen, desto mer måste kompressorn arbeta.
Tips: Regelbundet underhåll av värmepumpen bidrar till en smidig och effektiv drift. Dessutom har underhållet en positiv effekt på värmesystemets livslängd.
