Behovsstyret jord-varmepumpe

Helt ny teknologi fra Dansk Varmepumpe Industri, DVI, sænker el-forbrug med hele 20 procent i forhold til de traditionelle varmepumper.

Efter en flerårig udviklingsperiode begynder Nibe-virksomheden Dansk Varmepumpe Industri, DVI, nu serieproduktion af en ny, såkaldt behovsstyret varmepumpe.

Den store fordel ved den nye type er, at den på årsbasis har et ca. 20 procent lavere el-forbrug end de traditionelle pumper. Denne besparelse er hovedsageligt opnået ved, at man nu kan regulere, hvor mange omdrejninger varmepumpens kompressor kører med.

Den nye type varmepumpe fremstilles i fem størrelser og dækker hermed varmebehovet i de fleste parcelhuse. Der er tale om en udvidelse af produktsortimentet, idet de tidligere modeller uden behovsstyring opretholdes.

Omdrejningspunktet i teknologien er en såkaldt frekvensomformer, der styrer kompressorens omdrejninger. Frekvensomformeren kan populært sammenlignes med speederen i en bil. Bilens motor omdrejningsreguleres af speederen, som hermed ”behovsstyrer” bilens fart. Hvis man sammenligner en traditionel varmepumpe med føromtalte bil, svarer det til at køre uden
speeder. Farten kan kun reguleres ved, at man med tændingsnøglen starter og stopper motoren med passende intervaller.

Ud over en ubehagelig og usikker kørsel vil denne bil også have et forøget brændstofforbrug svarende til el-forbruget i varmepumpen. Det er altså klart, at bilen med speederen har en bedre kørselskomfort og et lavere brændstofforbrug, og det er præcis det samme, som er opnået med den nye behovsstyrede varmepumpe, nemlig en bedre varmekomfort og et lavere el-forbrug.

Nu er en varmepumpe ikke nogen bil, og ud over den populære – men gyldige – sammenligning er en yderligere forklaring nødvendig.

Størrelsen på traditionelle varmepumper med fast varmeydelse vælges normalt således, at de ved vedvarende drift kan klare opvarmningen den koldeste dag i året.
Dette betyder groft sagt, at alle øvrige dage med højere udetemperatur er varmepumpens kapacitet for stor. Kapaciteten reguleres nu ved, at varmepumpen ca. fire gange i timen stopper for at holde en passende pause.

Den behovsstyrede varmepumpe er via frekvensomformeren derimod i stand til at tilpasse sin kapacitet således, at denne svarer præcist til husets varierende varmebehov gennem fyringssæsonen. På denne måde holdes varmepumpen i konstant drift, og start/stop er reduceret til et minimum. Kun i yderkanten af fyringssæsonen, hvilken omfatter september/oktober samt april/maj, er husets varmebehov så lille, at varmepumpen i begrænset omfang også her vil stoppe og holde passende pauser.

Den samlede besparelse ved den nye type varmepumpe hentes i en række optimeringer, beskrevet herunder, som til sammen giver et markant lavere el-forbrug:

1) Et reduceret antal starter
Hver gang en varmepumpe startes, går der to til tre minutter, før de termodynamiske forhold i varmepumpen er optimale. Dette medfører, at el-forbruget set i forhold til varmepumpens varmeproduktion er for stort i opstartsituationer (reduceret effektfaktor). Dette er reduceret til et minimum ved den behovsstyrede model, som i størstedelen af fyringssæsonen holdes i konstant drift.

2) Lavere temperatur i centralvarmeanlægget
Traditionelle varmepumper startes og stoppes ud fra temperaturen i centralvarmeanlægget. F.eks. stopper varmepumpen, når centralvarmeanlæggets temperatur er steget til 50 grader, og starter igen, når temperaturen er faldet til 40 grader. Med den behovsstyrede varmepumpe holdes temperaturen i stedet stabilt på 45 grader.
Varmemængden fra radiatorerne – eller oplevelsen af varme – er den samme som før, men varmepumpen skal nu ikke hele tiden arbejde for at indhente ”det tabte”.
Da centralvarmeanlæggets temperatur er direkte bestemmende for varmepumpens effektfaktor dvs. elforbrug (2 – 3 procent sparet pr. lavere varmegrad), er der opnået ca. 10 procent besparelse her.

3) Forbedret varmeoptagelse fra anlæggets jordslanger
Da den årlige driftstid på den behovsstyrede varmepumpe er mere end fordoblet, set i forhold til den traditionelle type, sker varmeoptagelsen fra jordslangerne ligeledes over en tilsvarende længere periode. Dette medfører en mindre umiddelbar belastning på jordslangerne og hermed en forbedret varmeoptagelse fra den omkringliggende jord. De forbedrede driftsforhold betyder, at jordslangevæskens temperatur gennemsnitligt er ca. 2 grader højere end for den traditionelle type. Da temperaturen i jordslangevæsken ligesom temperaturen i centralvarmeanlægget er direkte bestemmende for anlæggets el-forbrug (effektfaktor), medfører den højere temperatur her ca. 5 % besparelse (2 – 3 procent sparet el pr. højere varmegrad).

4) Forbedrede termodynamiske driftsbetingelser i varmepumpen
De termodynamiske forhold i en varmepumpe er en noget kompliceret affære, hvilken det er for vidtgående at give en detaljeret forklaring på her. Dog kan det nævnes, at de ermodynamiske forhold også er forbedrede ved den behovsstyrede varmepumpe. Forklaringen kan kort beskrives som følgende: Varmepumpens varmevekslere for centralvarmevand og jordslangevæske, henholdsvis kondensator og fordamper, er i den behovsstyrede varmepumpe mindre belastet. Dette skyldes, at den behovsstyrede varmepumpe, som før omtalt, har væsentligt flere driftstimer. Den reducerede belastning medfører, at varmepumpens kompressor oplever et mindsket trykforhold mellem høj- og lavtryksside, og resultatet bliver hermed et tilsvarende mindre el-forbrug.

Alt i alt er en variabel men konstant drift i alle processens led – frem for tidligere tiders on/off-kørsel – altså den altafgørende gevinst ved den behovsstyrede jord-varmepumpe.
Den behovsstyrede varmepumpe er hermed et stort skridt i den rigtige retning, nemlig i kraft af, at den yderligere mindsker energiforbruget til opvarmning, og hermed mindsker den globale drivhuseffekt, som er forårsaget af afbrænding af fossilt brændstof, olie, naturgas og kul.

Publiceringsdato: 20 juli 2010
Læs mere om emnerne:

*