Varmepumper fungerer etter samme prinsipp, men med ulik metode. (Bilde: General varmepumpe veggmodell)

Slik virker en varmepumpe

Med temperaturene vi har i Norge kan oppvarming av boligen legge beslag på store deler av familiebudsjettet. En varmepumpe kan redusere kostnadene for oppvarming, og samtidig bidra til et bedre inneklima. Her kan du lese om hva en varmepumpe er og hvordan den fungerer.

Varmepumpe kort forklart

Hovedforskjellen på en vanlig elektrisk ovn og en varmepumpe er at en elektrisk ovn varmer opp luft, mens en varmepumpe tar varme fra omgivelsene. I praksis kan man si at en varmepumpe flytter varme fra et sted til et annet, for eksempel fra uteluften og inn til stuen din.

En varmepumpe bruker også elektrisitet, men den lager mer energi enn den bruker, og slik kan du potensielt spare penger på oppvarming om du bruker en varmepumpe. For hver kilowatt varmepumpen bruker, lager den varme tilsvarende omtrent tre til fem kilowatt, avhengig av kvaliteten på varmepumpen. Effektfaktoren, også kalt Coefficient of Performance (COP), vil si noe om forholdet mellom hvor mye energi varmepumpen bruker og varmen den avgir.

Vinteren er utfordrende

Det største problemet med varmepumper i Norge, er de kalde temperaturene på vinterstid. Jo kaldere det er ute, jo mer energi og elektrisitet bruker varmepumpen på å varme opp luften. De fleste varmepumpene fungerer ned til minus 20 grader Celsius, men ved så lave temperaturer vil COP nærme seg 1, og varmepumpen vil forbruke like mye energi som den avgir.

Den vanligste og billigste varianten av varmepumper kalles luft-til-luft-varmepumpe, og den monteres på utsiden av huset. Den hvite boksen ligner på klimaanlegg man ofte ser på utsiden av hus i varmere strøk. Det er ikke tilfeldig, for i praksis er dette det samme apparatet, med noen tilpasninger.

De fleste luft- til-luft-varmepumpene er reversible, og det betyr at de både kan varme opp og kjøle ned. Fryser, kjøleskap og klimanlegget i bilen fungerer etter de samme prinsippene.

Du kan lese mer om de ulike typene av varmepumper her: Artikkel: Ulike typer varmepumper: Luft-Luft, Luft-Vann etc.

Varmepumpe for nerdene: Fysikk og fjell

Inne i varmepumpen finner man et lukket kretsløp hvor en væske sirkulerer. Denne væsken kaller man varmepumpens arbeidsmedium. Det lukkede kretsløpet består av fire hovedkomponenter: en fordamper, en strupeventil, en kondensator og en kompressor. Arbeidsmediumet kondenserer og fordamper ved forskjellige temperaturer, og slik fraktes varmen gjennom kretsløpet.

Prinsipp-skisse varmepumpe
Prinsippskisse for varmepumpe.

For å forstå hvordan arbeidsmediumet sirkulerer i kretsløpet må man kjenne til tre av fysikkens lover:

  1. Trykk-temperaturloven
  2. Kokepunktloven
  3. Væske-gassloven

Kort og forenklet forklart vil alle lovene tre i kraft om man for eksempel går i fjellet og har mye stigning i høydemeter. For hver kilometer med høydestigning har forskere funnet ut at temperaturen synker med omtrent seks grader. Temperaturen synker fordi lufttrykket blir lavere jo høyere man kommer. Jo lavere trykk dess lavere temperatur og omvendt.

Her kommer kokepunktloven inn, for jo lavere trykk, jo lavere kokepunkt. Hjemme på kjøkkenet er vi vant med vann som koker rundt 100 grader Celsius. På Mount Everest koker vannet ved 68 grader Celsius.

Væske-gass loven forteller oss at væske fordamper til gass når den får tilført varme. Om man snur det på hodet kan man også si at væsken tar varme fra omgivelsene og således faktisk kjøler omgivelsene ned, slik som svette også kjøler ned kroppstemperaturen.

Når gass blir til væske, skjer en motsatt prosess, og varme blir frigitt og varmer således omgivelsene. Tar vi med oss fysikkens lover gjennom kretsløpet i varmepumpen, kan man forstå hvordan den fungerer.

Slik fungerer fysikken i en varmepumpe

Arbeidsmediumet kommer inn i kompressoren i form av kald gass. Trykket øker i kompressoren, og det samme gjør kokepunktet, og derfor går arbeidsmediumet over fra gass til væske. I kondensatoren blir arbeidsmediumet avkjølt og det går over til væskeform og dette gir varme til omgivelsene.

Så går væsken i en tynn stråle gjennom strupeventilen, og her synker trykket igjen, og det samme gjør kokepunktet. Dette fører til at arbeidsmediumet fordamper igjen, og denne prosessen krever varme. Altså blir arbeidsmediumet avkjølt til en blanding av gass og væske som flyter videre til fordamperen.

Omgivelsene varmer opp arbeidsmediumet til alt fordamper, omgivelsene blir kaldere, trykket synker og arbeidsmediet blir kaldere, og den kalde gassen kommer til åpningen til kompressoren, og vi er tilbake ved start.

Populære byer