Hybridvarmepumpe – mere end en varmepumpe

En hybridvarmepumpe som HYSS kombinerer det bedste fra to teknikområder (solvarme- og varmepumpeteknologi). Hybriden optager den fristrømmende energi fra solen, fra luften og den energi der findes i jorden. Fordi varmepumpen kan anvende solvarme i et bredere temperaturområde end i konventionelle solvarmeanlæg, fordobles den årlige varmefaktor i forhold til konventionel varmepumpeteknologi. Med solvarme mindskes driftstimerne for kompressoren og dette øger varmepumpens levetid.    

I en moderne hybridvarmepumpe kan solvarme bruges hele året med meget høj effektivitet selv i det nordiske klima. Ved at styre bruges af solvarmen, øges udnyttelsesgraden, dels fordi antallet af driftstimer stiger i løbet af året, men også fordi solkredsen kan arbejde ved en lavere temperatur, hvilket øger effektiviteten. I en hybridvarmepumpe som HYSS-systemet når den årlige varmefaktor for både opvarmning og varmt vand op til 5-7, hvilket stort set er dobbelt så højt som i de seneste feltmålinger foretaget på konventionelle varmepumper i Danmark (Energinet.dk).

Varmepumpeteknologi - generelt

En varmepumpe henter varme fra et borehul, jordens overflade, søer (vand) eller udeluften, og har fire hovedkomponenter. Konstruktionen finder sted omkring en fordamper og en kompressor samt en kondensator og en ekspansionsventil. Varmen der hentes fra eksempelvis et borehul, overføres til et kølemiddel der fordamper når energien er absorberet. Kompressoren øger trykket på kølemiddelgassen hvilket forhøjer temperaturen væsentligt. Når kølemidlet bagefter kondenseres og overgår til væskeform, frigøres varme som bruges til opvarmning og varmt vand.

Jordvarmepumpe med borehul

En jordvarmepumpe henter varme fra borehullet ved hjælp af cirkulerende væske (brine) i en kollektorslange. Dybden af boringen er tilpasset bygningens varmebehov (effekt- og energibehov) og varierer normalt mellem 120 og 200 meter dybde. Der skal være mindst 20 m mellem borehullerne så de ikke påvirker eller afkøler hinanden.

HYSS – Hybrid Solar System  –  overfører solvarme til borehullet hvilket reducerer varmeforbruget og holder borehulstemperaturen mere konstant. Solvarmen hjælper også med at øge brinens temperatur hvilket øger varmepumpens varmefaktor (effektivitet). I de fleste tilfælde bliver HYSS-varmepumpen dobbelt så effektiv sammenlignet med konventionelle varmepumper.

Jordvarme med jordslange

Jordvarmepumpen henter sin varme fra en kollektorslange der er gravet ned i jorden. Slangerne bør graves ned frostfrit – det vil sige på 1,0 – 1,5 meters dybde. Afstanden mellem slangerne bør være mindst 1,0 m for at de ikke skal påvirke hinanden. Længden på slangerne skal tilpasses bygningens effekt- og energibehov for opvarmning og varmt vand. For et konventionelt enfamilieshus kræves 300-600 meters slangelængde

HYSS-systemet overfører solvarme til jorden hvilket øger kapacitetsudnyttelsen i løbet af året, samtidig med at brinens temperatur øges, hvilket forbedrer varmepumpens ydeevne.

I tilfælde hvor slangelængden kan udvides og isoleres, fx hvis den er placeret under en bundplade i forbindelse med en nyproduktion, er det muligt at sæsonlagre solvarme fra sommer til vinter. Denne type jordvarmelagring hedder ASES (Active Solar Energy Storage) og indebærer at solfangernes overskudsvarme fra sommeren kan opbevares til om vinteren og anvendes i en varmepumpe. Et HYSS-system af den her type får en årsvarmefaktor på op til 8, hvilket vil sige, at med 1 kWh elektricitet opnås 8 dele opvarmning og varmt vand.

Luft/vand varmepumpe

I en luft/vand varmepumpe tages varmeindholdet fra udeluften. Udeluften opvarmer brinen, som derefter føres ind til HYSS' kompressormodul og overfører energi til kølemidlet, der fordampes og kondenseres på samme måde som i en jordvarmepumpe. Generelt er effektiviteten lavere for en luft/vand varmepumpe, og den er derfor bedre egnet i de sydlige dele af norden, og særligt i kystlandskaber hvor den årlige gennemsnitstemperatur er noget mere jævn og højere end i et indlandsklima.

Der kan tilsluttes en luft-udedel til HYSS - Hybrid Solar System – der bruger brinevæske, og som kan kombineres med en kortere jordvarmeslange eller et dybere borehul. På denne måde er der fordele ved at øge brinetemperaturen med luft/vand varmepumpe. I den kortere jordslange kan der også overføres overskydende varme fra solfangerne.

Søvarmepumpe

En søvarmepumpe fungerer på samme måde som en grund- eller jordvarmepumpe. I stedet for at hente varme fra et borehul eller en jordslange bruges en kollektorslange på søbunden eller andre steder med vand. Slangen sidder fast ved hjælp af vægte. Længden på slangen bestemmes af husets effekt- og energibehov for opvarmning og varmt vand.

Som i alle HYSS-systemer øger solvarmen brinens temperatur, og det sker også i systemløsninger med søvarmepumper. Solvarmens temperaturtilskud øger varmefaktoren, og gør i princippet varmepumpeteknologien dobbelt så effektiv som konventionelle systemer.