Hybridvärmepump – mer än en värmepump

En hybridvärmepump, likt HYSS, kombinerar det bästa mellan två teknikområden (solvärme och värmepumpsteknik). Hybriden tar dels till vara på den gratisflödande energin från solen, från luften och den energi som finns lagrad i berggrunden och marken. Genom att värmepumpen kan använda solvärme i ett bredare temperaturspann än i konventionella solvärmesystem fördubblas årsvärmefaktorn, jämfört med konventionell värmepumpsteknik. Med solvärmens insats minskar också drifttimmarna för kompressorn vilket ökar livslängden på värmepumpen. 

I en modern hybridvärmepump kan solvärmen användas i stort sett under hela året med mycket hög verkningsgrad, även i ett nordiskt klimat. Genom att styra solvärmen där den gör mest nytta ökar utnyttjandegraden, dels för att antalet drifttimmar blir fler under året men också för att solkretsen kan jobba med lägre temperatur vilket ökar verkningsgraden. I en hybridvärmepump – likt HYSS-systemet - kommer årsvärmefaktorn för både värme och varmvatten upp till 5-7, vilket i princip är dubbelt så högt som i de senaste fältmätningarna som är gjorda på konventionella värmepumpar i Sverige (Energimyndigheten 2012-215). 

Värmepumpsteknik - generellt

En värmepump hämtar värme från berggrunden, marken, sjöar (vattendrag) eller uteluften och har fyra huvudkomponenter. Uppbyggnaden sker kring en förångare och en kompressor samt en kondensor och en strypventil. Värmen som hämtas från till exempel ett borrhål överförs till ett köldmedium som förångas när energi upptas. Kompressorn ökar trycket på köldmediegasen vilket höjer temperatur avsevärt. När köldmediet sedan kondenseras och övergår till vätskeform frigörs värme som tas till vara och används till värme och varmvatten.

Bergvärmepump

En bergvärmepump hämtar värme från berggrunden och grundvattnet med hjälp av en cirkulerande vätska (brine) i en kollektorslang. Borrdjupet anpassas efter byggnadens värmebehov (effekt- och energibehov) och varierar normalt mellan 120 – 200 meters djup. Det ska minst vara 20 m mellan borrhålen för att de inte ska påverka eller kyla varandra.

HYSS – Hybrid Solar System  –  återför solvärme till borrhålet vilket gör att värmeuttaget minskar och som även leder till att borrhålstemperaturen hålls mer konstant. Solvärmen hjälper också till att höja temperaturen på brinen vilket gör att värmefaktorn (verkningsgraden) på värmepumpen ökar. I de flesta fall blir HYSS värmepumpen dubbelt så effektiv gentemot konventionella bergvärmepumpar. 

Jordvärmepump

Jordvärmepumpen hämtar sin värme från en kollektorslang som är nergrävd i marken. Slangarna bör grävas ner frostfritt, det vill säga på 1,0 – 1,5 meters djup. Avståndet mellan slangarna bör vara minst 1,0 m för att de inte ska påverka varandra. Längden på slangarna måste anpassas efter byggnadens effekt- och energibehov för värme och varmvatten. För ett konventionellt enfamiljshus krävs det 300 – 600 meters slanglängd

HYSS systemet återför solvärme till markslingan viket ökar kapacitetsuttaget under året samtidigt som temperaturen på brinen höjs vilket förbättrar värmepumpens prestanda. 

I de fall slanglängden kan utökas och isoleras, till exempel om den läggs ut under en bottenplatta i samband med nyproduktion, är det möjligt att säsongslagra solvärme från sommar till vinter. Den här typen av markvärmelager kallas för ASES (Active Solar Energy Storage) och innebär att solfångarnas överskottsvärme från sommaren kan lagras till vintern och användas i en värmepump. Ett HYSS-system i den här typen av systemlösning får en årsvärmefaktor (SCOP Combi) på en bit över 8, det vill säga med 1 kWh elektricitet erhålls 8 delar värme och varmvatten. 

Luft/vatten-värmepump

I en luft/vatten-värmepump tas värmeinnehållet i uteluften till vara. Uteluften värmer genom brinen, upp köldmediet som sedan förångas och kondenseras på samma sätt som i en berg- eller markvärmepump. Generellt är effektiviteten lägre för en luft/vatten-värmepump och den lämpar sig därför bättre i södra delarna av norden och speciellt bra i kustlandskap, där årsmedeltemperaturen är något jämnare och högre än i ett inlandsklimat.

Till HYSS – Hybrid Solar System – kan det kopplas till en luft- utedel som använder samma köldbärare och som kan kombineras med en kortare markvärmeslinga eller ett grundare borrhål. På det här sättet kan fördelarna med att öka brinetemperaturen tas till vara med luft/vatten-värmepumpen. I den kortare markslingan kan dessutom överskottsvärme från solfångarna överföras. 

Sjövärmepump

En sjövärmepump fungerar på samma sätt som en berg- eller markvärmepump. I stället för att hämta värme från ett borrhål eller en markslinga används en kollektorslang på sjöbotten eller någon form av vattendrag. Slangen hålls på plats med hjälp av tyngder. Längden på slangen avgörs av husets effekt- och energibehov för värme och varmvatten.

Som i alla HYSS-system ökar solvärmen brinekretsens temperatur och så sker även i systemlösningar med sjövärmepumpar. Solvärmens temperaturtillskott höjer värmefaktorn och gör i princip värmepumpstekniken dubbelt så effektiv som i konventionella system.