Hvordan virker en varmepumpe? Varme, strøm og afrimning

En varmepumpe flytter varme fra omgivelserne ind i huset ved hjælp af elektricitet. Kølemidlet gennemløber 4 trin: fordampning, kompression, kondensering og ekspansion. Strømmen driver processen, mens en del af den leverede varme kommer fra luften eller jorden.

Det forklarer hvorfor en varmepumpe kan levere mere varmeenergi end den elektricitet den bruger. Det forklarer også hvorfor vejret og temperaturen i dit varmeanlæg betyder noget: Varmen skal løftes fra en kold kilde til en temperatur huset kan bruge.

Kort fortalt

• Varmen flyttes. Kompressoren bruger strøm til at hæve kølemidlets tryk og temperatur.
• Koldt er ikke uden varme. Kølemidlet i fordamperen kan optage energi fra udeluften selv om det fryser.
• Afrimning hører til driften. Udedelen fjerner automatisk rim fra varmeveksleren. Indstillingerne afhænger af modellen.

Hvordan fungerer en varmepumpe helt grundlæggende?

Tænk på et køleskab. Det flytter varme fra madvarerne og skabets indre ud til rummet. En varmepumpe bruger samme grundprincip, men det er varmen på den varme side du har glæde af. I et luft til vand-anlæg hentes energi fra udeluften og afleveres til vandet i husets varmeanlæg.

Varmen bliver altså ikke skabt ud af ingenting. Energien fra omgivelserne og den tilførte elektricitet indgår tilsammen i varmebalancen. Det er en anden proces end direkte elvarme, hvor elektricitet omsættes til varme uden en tilsvarende tilførsel fra udeluften.

Luft er én mulig varmekilde. Jordvarme bruger energien i jorden, mens andre anlæg kan hente varme fra grundvand. Denne forklaring følger luft til vand-varmepumpen fordi du her kan følge hele vejen fra udedel til radiator. Overblikket over typerne findes i guiden til varmepumper.

Du behøver ikke kende alle komponenterne for at bruge anlægget. Men princippet hjælper når du læser et tilbud eller ser strømforbruget stige på en kold dag. Et højt forbrug kan ikke vurderes uden samtidig at se på den varme huset har fået, og de temperaturer anlægget har arbejdet ved.

Hvordan virker en luft til vand-varmepumpe i 4 trin?

Inde i varmepumpen cirkulerer et kølemiddel i en lukket kreds. Det skifter mellem væske og damp. En varmeveksler overfører energi mellem to kredse uden at deres væsker behøver at blive blandet. Fordamperen og kondensatoren er begge varmevekslere, men de har hver sin opgave.

1. Fordampning. Ventilatoren fører udeluft hen over fordamperens lameller. Kølemidlet er koldere end luften og optager derfor varme fra den. Ved kredsens lave tryk kan kølemidlet koge ved lav temperatur og blive til damp. Luften forlader udedelen koldere end da den kom ind.
2. Kompression. En elektrisk kompressor presser dampen sammen. Trykket og temperaturen stiger. Kompressoren gør det dermed muligt at aflevere den optagne varme ved en højere temperatur end udeluftens.
3. Kondensering. Den varme damp strømmer gennem kondensatoren. Her overføres varme til varmeanlæggets vand. Kølemidlet afgiver energi og bliver til væske igen, mens vandet føres videre mod huset.
4. Ekspansion. Væsken passerer en ekspansionsventil der sænker trykket. Temperaturen falder, og kølemidlet kan igen optage varme i fordamperen. Kredsløbet fortsætter så længe styringen kalder på varme.

Kølemidlet og radiatorvandet har forskellige opgaver. Kølemidlet transporterer energi gennem selve varmepumpens proces. Vandet transporterer varme rundt i huset. I et monoblokanlæg er kølekredsen samlet i udedelen; i et splitanlæg forbindes ude- og indedel med kølemiddelrør. Forskellen og pladsbehovet gennemgås i guiden til luft til vand-varmepumper.

Hvor kommer varmen fra i et konkret hus?

Vores regneeksempel er et parcelhus fra 1975 på 140 m² med radiatorer og gasfyr. Vi antager et årligt gasforbrug på 18.000 kWh og en årsvirkningsgrad på 90 % for det gamle fyr. Det vil sige at 90 % af brændslets energi bliver til nyttig varme over året. Huset og fyrvirkningsgraden er vores forudsætninger, ikke et målt dansk gennemsnit.

Gasforbruget og fyrvirkningsgraden er begge opgjort efter nedre brændværdi. En gasregning kan bruge en anden energibasis, så kopier ikke regningen ind i beregningen uden at kontrollere den. Med vores forudsætninger leverer fyret 18.000 × 0,90 = 16.200 kWh nyttig varme om året.

For varmepumpen bruger vi en beregnet årlig systemfaktor på 3,3. Den angiver leveret varme delt med systemets elektricitet og bygger på Energistyrelsens katalogmodel for radiatorvarme. Det er ikke et løfte om dit hus eller en måling af danske varmepumpers gennemsnit. Systemgrænsen omfatter også varmt brugsvand og hjælpedrift.

Den lave og den høje faktor viser hvordan resultatet ændrer sig ved dårligere eller bedre årsvirkningsgrad. Vi har afrundet dem fra katalogets usikkerhedsinterval. Husets varmebehov er det samme i alle tre rækker. Når faktoren stiger, falder strømforbruget. Omgivelsernes bidrag er beregnet som leveret varme minus elektricitet; det er en forenklet årsenergibalance, ikke en særskilt måling ved fordamperen.

Diagrammet viser vores gasfyrseksempel og lader dig ændre den årlige faktor. Varmebehovet omfatter både rumvarme og varmt brugsvand. Fordelingen hen over året er en beregnet illustration, ikke aflæsninger fra et bestemt hus. Brug den til at forstå sammenhængen mellem varme og strøm, og læs om budgettet i guiden til varmepumpens elforbrug.

Hvad er forskellen på COP, SCOP og årsvirkningsgrad?

Tallene beskriver alle forholdet mellem varme og elektricitet. Forskellen er hvilke forhold og hvilken periode de dækker. De kan derfor ikke uden videre erstatte hinanden i en beregning.

Teknologisk Institut tester COP og SCOP efter henholdsvis EN 14511 og EN 14825. Et datablad kan eksempelvis skrive A2/W35: A angiver udeluft på 2 °C, og W angiver vand på 35 °C. Et COP-tal uden temperaturerne fortæller dig derfor for lidt til at vælge mellem to modeller.

SCOP er nyttigt til at sammenligne produkter under ens betingelser. Det er ikke det samme som et helt års måling i din bolig. Varmt brugsvand behandles særskilt fra rumopvarmning i energimærkningen. Hvis en beregning bruger produktets SCOP til hele husets varme, bør du få forklaret hvordan varmt vand og supplerende elvarme er medregnet.

Ved en måling skal varme- og elmåleren dække samme periode og system. Ellers kan en høj tilsyneladende årsvirkningsgrad blot skyldes at noget af elforbruget mangler i beregningen. Bed installatøren vise hvilke målere og visninger der indgår, og gem aflæsningerne så du senere kan sammenligne hele år.

Hvorfor betyder fremløbstemperaturen så meget?

Fremløbstemperaturen er temperaturen på vandet på vej ud til radiatorerne eller gulvvarmen. Jo større temperaturforskel varmepumpen skal overvinde fra varmekilden til dette vand, desto mere krævende bliver processen. Derfor giver lavere fremløb mulighed for bedre effektivitet når huset stadig kan holdes varmt.

Det er ikke nok at læse at en model kan levere meget varmt vand. Den maksimale temperatur siger hvad udstyret kan klare under de angivne forhold. Den siger ikke hvor meget elektricitet det bruger ved den temperatur, eller om varmen fordeles ordentligt i dit hus.

Varmekurven forbinder udetemperatur med ønsket fremløbstemperatur. Når vejret bliver mildere, kan styringen sænke vandtemperaturen. Kurven skal passe til bygningen og varmefladerne; en indstilling fra naboens hus er ikke nødvendigvis den rigtige hos dig. Vurderingen af radiatorer og indregulering findes i guiden til varmepumpe og radiatorer.

Bed om en forklaring af to ting ved afleveringen: Hvilken indstilling du kan ændre for almindelig komfort, og hvilke indstillinger installatøren skal håndtere. Skriv gerne den oprindelige indstilling ned. Så bliver det lettere at forklare et problem uden at ændre flere forhold på én gang.

Kan en varmepumpe varme huset op i frostvejr?

Ja, når anlægget er dimensioneret til huset og arbejder inden for modellens driftsgrænser. Luftens energi forsvinder ikke ved frysepunktet. Kølemidlet kan være koldere end udeluften og stadig optage varme. Men den laveste angivne driftstemperatur er ikke et løfte om fuld varmeeffekt eller høj COP ved den temperatur.

Videncenter for Energibesparelser i Bygninger beskriver dimensionering hvor varmepumpen alene dækker varmebehovet ned til −7 °C, og hvor anlægget med supplement dækker rumvarme og varmt vand ved −12 °C. Det er danske dimensioneringsforhold, ikke en vejrudsigt eller et bestemt antal kolde dage. Den konkrete effekt ved relevant vandtemperatur skal fremgå af udvælgelsen.

En elpatron kan supplere når kompressoren ikke dækker behovet. Den leverer direkte elvarme og skal derfor indgå i både dimensionering og elforbrug. Slå den ikke blot fra fordi du ønsker en høj årsvirkningsgrad. Få i stedet installatøren til at forklare hvornår den forventes at hjælpe, og hvordan dens forbrug registreres.

Husets varmetab og varmepumpens kapacitet skal passe sammen. Flere kilowatt er ikke i sig selv et kvalitetsmål; kW beskriver varmeeffekt, mens kWh beskriver en energimængde over tid. Guiden til varmepumpens størrelse forklarer hvilke oplysninger dimensioneringen bør bygge på.

Hvorfor afrimer varmepumpen, og hvad sker der imens?

Når fordamperen er kold, kan fugt fra luften sætte sig som rim. Varmepumpen har derfor en styret afrimning. Du skal ikke forvente et fast interval som passer til alle modeller og al slags vejr.

Ved aktiv afrimning kan en omskifterventil vende kølekredsen så udedelens varmeveksler bliver opvarmet. Vølund beskriver denne ventilbevægelse i den danske installatørhåndbog til F2120. Samme manual beskriver også passiv afrimning, hvor isen smeltes med energi fra den omgivende luft. Afrimning betyder derfor ikke at alle anlæg altid følger præcis samme forløb.

1. Styringen starter afrimning. Anlægget følger modellens temperaturer og indstillinger.
2. Rimen smeltes. Ved den aktive proces skifter kølekredsen retning. Varme bruges til at fjerne isen fra udedelen.
3. Vandet ledes bort. Smeltevandet skal kunne komme væk uden at bygge ny is op under anlægget.
4. Varmedriften fortsætter. Efter afrimningen skifter anlægget tilbage til opvarmning.

Afrimningen er en del af den samlede drift. Et pænt COP-tal ved ét prøvepunkt fortæller derfor ikke alene hvor meget strøm en fugtig vinteruge kræver. Sammenlign heller ikke en kort periode med afrimning direkte med en hel sæsons standardiserede SCOP.

Afløbet skal planlægges sammen med opstillingen. Bosch kræver eksempelvis frostsikker bortledning af kondensat i den danske vejledning til Compress 5800i AW. Løsningen kan ikke kopieres ukritisk mellem modeller og grunde. Læs mere om adgang, afløb og hensyn til omgivelserne under støj og placering.

Hvad bør du holde øje med som ejer?

Brug anlæggets vejledning som udgangspunkt

• Se efter fri luftvej. Hold øje med sne og blade ved udedelen. Følg manualens anvisninger for rengøring og afstande.
• Læg mærke til vandet. Vand fra udedelen under afrimning er normalt. Notér hvis afløbet er blokeret eller isen bliver ved med at vokse.
• Læs driftsmeldingen. En afrimningsmelding behøver ikke være en fejl. Ved gentagne alarmer skal du bruge den præcise kode og modelbetegnelse når du kontakter installatøren.
• Gem målingerne. Skriv varme og elektricitet ned for samme periode. Bed om hjælp hvis du er usikker på om elpatronen er med i visningen.

Inde i huset cirkulerer varmeanlæggets vand gennem varmefladerne. Det varme brugsvand har sin egen funktion og sine egne hygiejnekrav. Lav temperatur til radiatorerne er derfor ikke en opfordring til at sænke brugsvandets temperatur tilsvarende. Bed om særskilt instruktion i rumvarme og varmt vand, så du ved hvilken indstilling du ændrer.

En buffertank kan indgå i anlæggets hydraulik, men behovet afhænger af model, vandmængde og styring. Det afgørende spørgsmål er hvordan installationen sikrer den vandmængde og strømning producenten kræver. Bed om at få vist kredsene på en enkel tegning frem for at vælge en tank alene ud fra dens størrelse.

Sådan er eksemplet beregnet

Gasfyrseksemplet er vores illustration med samme nyttige varme før og efter skiftet. Den årlige faktor på 3,3 kommer fra Energistyrelsens katalogmodel. Vi bruger de afrundede værdier 2,6 og 4,0 til at vise hvordan dårligere eller bedre årsvirkningsgrad ændrer strømforbruget. Resultaterne er rundet til hele kWh. Kredsløbsforklaringen bygger på producentvejledninger, mens danske dimensioneringsforhold kommer fra Videncenter for Energibesparelser i Bygninger. Se vores redaktionelle metode.

Ofte stillede spørgsmål

Hvordan kan en varmepumpe hente varme fra kold luft?

Kølemidlet i fordamperen kan være koldere end luften omkring den. Derfor kan energi overføres fra luften til kølemidlet selv om udetemperaturen er under frysepunktet. Kompressoren hæver derefter tryk og temperatur så varmen kan bruges i huset.

Bruger en varmepumpe strøm eller gas?

Den elektriske varmepumpe bruger strøm til kompressoren og den øvrige drift. Den behøver ikke brænde gas for at flytte varmen. Et anlæg hvor en varmepumpe arbejder sammen med et gasfyr, er en særskilt kombination med to varmekilder.

Hvorfor løber der vand fra udedelen?

Det kan være kondensvand eller vand fra afrimning. Vølund beskriver vand fra udedelen under afrimning som normalt. Vand der løber fra indedelen, eller et afløb der ikke fungerer, bør du få undersøgt.

Hvor tit skal en varmepumpe afrime?

Det afhænger af modellen og driftsforholdene. F2120-manualen har særskilte indstillinger for afrimning og siger at relevante ændringer skal ske i samråd med installatøren. Brug derfor ikke et fast antal minutter som mål for om dit eget anlæg er i orden.

Er en høj SCOP det samme som et lavt elforbrug?

En højere SCOP viser bedre standardiseret sæsonydelse når sammenligningsgrundlaget er ens. Husets samlede elforbrug afhænger også af varmebehovet, varmt brugsvand og installationens drift. SCOP alene fortæller derfor ikke hvor mange kWh dit hus vil bruge.