Varmepumpeteknologi – generelt

En varmepumpe henter varme fra fjell, bakken, innsjøer (vannløp) eller uteluften og har fire hovedkomponenter. Den er bygd opp rundt en fordamper og en kompressor samt en kondensator og strupeventil. Varmen som hentes f.eks. fra et borehull overføres til et kuldemedium som fordampes når energi opptas.

Hybridvarmepumpe – mer enn en varmepumpe

En hybridvarmepumpe, som HYSS, kombinerer det beste av to teknologiområder (solvarme og varmepumpeteknologi). 

Hybriden tar til dels vare på den frittflytende energien fra sola, lufta og den energien som er lagret i fjell og jorden. Siden varmepumpen kan benytte solvarme i et bredere temperaturspekter enn i konvensjonelle solvarmesystem, fordobles årsvarmefaktoren sammenlignet med konvensjonell varmepumpeteknologi.  Med solvarmen reduseres driftstimene for kompressoren som igjen øker levetiden på varmepumpen. 

I en moderne hybridvarmepumpe kan solvarmen utnyttes stort sett hele året med svært høy virkningsgrad, selv i et nordisk klima. Gjennom å styre solvarmen dit den gjør mest nytte øker utnyttelsesgraden, dels fordi antallet driftstimer blir flere i løpet av året, men også fordi solkretsen kan jobbe med lavere temperaturer, noe som øker virkningsgraden. I en hybridvarmepumpe – som HYSS-systemet – kommer årsvarmefaktoren for både varme og varmtvann opp til 5–7, noe som i prinsippet er dobbelt så høyt som de siste feltmålingene som er gjort på konvensjonelle varmepumper i Sverige (Energimyndigheten 2012-215). 

Bergvarmepumpe

En bergvarmepumpe henter varme fra fjell og grunnvannet ved hjelp av en sirkulerende væske (brine) i en kollektorslange. Boredybden tilpasses bygningens varmebehov (effekt- og energibehov) og varierer vanligvis mellom 120 og 200 meters dybde. Det skal være minst 20 m mellom borehullene for at de ikke skal påvirke hverandre eller kjøle hverandre ned.

HYSS – Hybrid Solar System –  fører solvarme til borehullet, noe som gjør at varmeuttaket minsker og i tillegg fører til at borehullstemperaturen holdes mer konstant. Solvarmen bidrar også til å høyne temperaturen på brinen, som igjen fører til at COP (virkningsgraden) på varmepumpen øker. I de fleste tilfeller blir HYSS’ varmepumper dobbelt så effektive sammenlignet med konvensjonelle bergvarmepumper. 

 

Jordvarmepumpe

Jordvarmepumpen henter varmen fra en kollektorslange som er gravd ned i bakken. Slangene graves ned på ca. 1,0 meters dybde. Avstanden mellom slangene bør være minst 1,5 m for at de ikke skal påvirke hverandre. Lengden på slangene må tilpasses bygningens effekt- og energibehov for varme og varmtvann. For en ordinær enebolig kreves det 300–600 meters slangelengde.

HYSS-systemet fører solvarme til markslynga, noe som øker kapasitetsuttaket gjennom året samtidig som temperaturen på brinen blir høyere, som i sin tur forbedrer varmepumpens ytelse. 

 

I de tilfellene slyngelengden kan økes og isoleres, om den f.eks. legges under en bunnplate i forbindelse med et nybygg, er det mulig å sesonglagre solvarme fra sommer til vinter. Denne typen jordvarmelager kalles ASES (Active Solar Energy Storage) og innebærer at solfangernes overskuddsvarme fra sommeren kan lagres til vinteren og benyttes i en varmepumpe. Et HYSS-system av denne typen får en årsvarmefaktor på noe over 8, dvs. med 1 kWh elektrisitet oppnås 8 deler varme og varmtvann. 

 

Luft/vann-varmepumpe

I en luft/vann-varmepumpe utnyttes varmeinnholdet i uteluften. Uteluften varmer med brine opp kuldemediet som deretter fordamper og kondenseres på samme måte som i en berg- eller jordvarmepumpe. Generelt er effektiviteten lavere for en luft/vann-varmepumpe, og den egner seg derfor bedre i de sørlige områdene av Norden og spesielt godt ved kysten, hvor årsmiddeltemperaturen er noe jevnere og høyere enn i innlandet.

Til HYSS – Hybrid Solar System – kan det kobles en luft-utedel som bruker samme kuldebærer og som kan kombineres med en kort varmeslynge eller et grunt borehull. Slik kan fordelene med å øke brinetemperaturen utnyttes med luft/vann-varmepumpen. Dessuten kan overskuddsvarme fra solfangerne overføres til den korte markslyngen. 

 

Sjøvarmepumpe

En sjøvarmepumpe fungerer på samme måte som en berg- eller jordvarmepumpe. I stedet for å hente varme fra et borehull eller en markslynge brukes en kollektorslange på bunnen av en innsjø, i havet eller en annen form for vannløp. Slangen holdes på plass ved hjelp av vekter. Lengden på slangen bestemmes av husets effekt- og energibehov for varme og varmtvann.

Som i alle HYSS-system, også dette, øker solvarmen brinekretsens temperatur. Solvarmens temperaturtilskudd øker varmefaktoren og gjør i prinsippet varmepumpeteknologien dobbelt så effektiv som i konvensjonelle system.