Att en värmepump ger värme och billigare elräkning kanske du redan är med på. Men hur går det egentligen till? Vi reder ut hur värmepumpstekniken fungerar.

Vad är egentligen en värmepump?

En värmepump används för att värma upp hus (och tappvatten). Värmepumpar bygger på två grundprinciper:

  1. Värmepumpen hämtar värme från en kallare plats till att värma upp en annan yta.
  2. Mängden värme (termisk energi) man får ut är större än mängden el (energi) man matar in.

Principen bakom en värmepump

1. Flytta energi för att värma eller kyla

För att värma något kan man tillföra energi; för att kyla måste man flytta bort energi. Kylskåp och frysar är egentligen också värmepumpar – för att kyla insidan av kylen flyttar man ut värme och därför blir kylen varm på baksidan.

Detta innebär också att man kan flytta bort energi från något som man inte bryr sig om temperaturen på (t.ex. utomhusluft, ventilationsluft eller mark) till en plats som man vill värma. Det är detta som utnyttjas i en värmepump.

2. Få ut mer energi än vad som förbrukas

I värmepumpen får man ut mer energi i form av värme, än den energi man matar in i form av el. Detta beror delvis på föregående princip – att värmepumpen flyttar värme; värmen produceras inte ur tomma intet.

I värmepumpen finns ett köldmedium och värmepumpen manipulerar med köldmediets kokpunkt och temperatur, genom att ändra trycket på köldmediet. Denna teknik, som förklaras närmare i följande avsnitt, ligger bakom hur värmepumpen kan flytta värme från en kallare plats till en varmare.

Mer om de fysiska principerna bakom värmepumpstekniken

En värmepump utnyttjar och mixtrar med termodynamikens lagar. Nu ska vi gå in på de fysiska principer som ligger bakom värmepumpstekniken och hur dessa kan utnyttjas för att ge värme till låg energiförbrukning.

I illustrationen nedan visas värmepumpsprocessen:

Illustration - så fungerar värmepumpen

  1. Förångaren: När köldmediet passerar förångaren har det mycket låg temperatur och lågt tryck. När energikällan (exempelvis utomhusluften) värmer upp köldmediet, övergår det till gasform. Det är det låga trycket som gör att köldmediet kan koka vid låga temperaturer.
  2. Kompressorn: I kompressorn ökas trycket på köldmediet och då stiger temperaturen ytterligare, samtidigt som kokpunkten blir högre. Kompressorn fungerar också som en pump och ser till att köldmediet cirkulerar.
  3. Kondensorn: Nu passerar köldmediet kondensorn. Eftersom kokpunkten har ökat tvingas köldmediet återgå till flytande form och värme avges huset.
  4. Expansionsventilen: Slutligen passerar köldmediet en expansionsventil, där trycket minskas. Kokpunkten sjunker då återigen och köldmediets temperatur minskar ytterligare. Nu är köldmediet återigen redo att passera förångaren.

I en luft-luftvärmepump och luft-vattenvärmepump där köldmediekretsen skapas på plats är de olika komponenterna uppdelade mellan innedel och utedel. I övriga värmepumpar är allt inbyggt i en och samma maskin.

Termodynamiken

Termodynamik är ”läran om värmets natur och dess omvandling till andra energiformer” (Källa: NE).

Termodynamikens första och andra huvudsats:

  • Energi kan varken skapas eller förstöras, den kan endast byta form.
  • Värme kan inte av sig själv gå från ett kallare föremål till ett varmare.

Genom att värmepumpen är aktiv kan den ”bryta mot” termodynamikens lagar och:

  • ge mer energi till huset än den utnyttjar i form av el.
  • flytta värme från en kallare plats till en varmare.

Tryckförhållanden påverkar temperatur och kokpunkt

  • Värmepumpens kompressor och expansionsventil ändrar tryckförhållandena.

Man kan flytta kokpunkten för en vätska genom att ändra trycket. De köldmedium man använder i en värmepump är ämnen som växlar mellan gas och flytande form vid önskvärda tryck- och temperaturförhållanden. Vid normala tryckförhållanden kokar en vätska vid hög temperatur och kondenserar (övergår till flytande form) när temperaturen sjunker. I värmepumpen skapar man en omvänd situation, genom att förändra tryckförhållandena. I förångaren är trycket på köldmediet lågt och vätskan kokar även vid minusgrader! I kompressorn höjs trycket, kokpunkten höjs och gasen tvingas att kondensera och avge värme, som används för att värma upp huset. Luft-luftvärmepumpen sprider värmen via luften med hjälp av en fläkt. Övriga värmepumpar använder värmen till att värma upp vatten, som används i husets vattenburna system.

Värmeväxlare – en grundbult i värmepumpstekniken

  • Värmepumpens kondensor och förångare fungerar som värmeväxlare.

En värmeväxlare utnyttjar termodynamikens andra huvudsats, nämligen att temperaturskillnader utjämnas. I en värmeväxlare överförs värme från ett varmare till ett kallare medium.  Ett exempel på en värmeväxlare är en vanlig radiator – det varma vattnet avger värme, och rummets temperatur ökar. Om medierna flödar i varsin riktning, kan man överföra nästan all värme från det varmare mediet till det kallare (motflödesvärmeväxlare eller plattvärmeväxlare).

Mer om hur värmepumpen fungerar

https://www.polarpumpen.se/blogg/wp-content/uploads/2016/09/sa-fungerar-en-varmepump.jpghttps://www.polarpumpen.se/blogg/wp-content/uploads/2016/09/sa-fungerar-en-varmepump-300x300.jpgAnnaVärmepumparexpansionsventil,förångare,köldmedium,kompressor,kondensor,termodynamik
Att en värmepump ger värme och billigare elräkning kanske du redan är med på. Men hur går det egentligen till? Vi reder ut hur värmepumpstekniken fungerar. Vad är egentligen en värmepump? En värmepump används för att värma upp hus (och tappvatten). Värmepumpar bygger på två grundprinciper: Värmepumpen hämtar värme från en kallare...