Hur fungerar en värmepump?

Det här med värmepump är inte helt enkelt. Man använder 1 kWh el för att få ut många fler kWh värme. Hur fungerar det egentligen?

Den största delen av värmen kommer från fasövergångar, alltså när pumpens köldmedium växlar mellan att vara flytande och i gasform. Det är tack vare dem vi kan få ut många gånger mer värmeenergi än vad kompressorn använder i elektrisk energi. För att göra detta mer begripligt ska vi beskriva några vardagsnära exempel.

Förångning kräver energi

Att förånga vätskor kräver stora mängder energi. Det krävs sex gånger så mycket energi för att förånga en liter vatten, jämfört med att värma upp vattnet från 0 till 100 grader.

Förångning kan även ske vid betydligt lägre temperaturer. Tänk dig att du har simmat i en pool och stiger upp, alldeles våt. I samma stund börjar vattendropparna förångas och du börjar torka. Energin för detta tas från din kropp, vilket gör att du kyls ner.

Kondensering avger energi

Samma sak, fast tvärtom, händer när gas omvandlas till vätska. Tänk dig att du just har flugit till Thailand med ett luftkonditionerat flygplan. Du stiger ut och hettan slår emot dig. Det beror inte bara på själva temperaturförändringen, utan framför allt på att vattenångan börjar kondenseras på din kropp. Du är svalare än den fuktiga luften, och effekten blir densamma som när det bildas kondens på ett glas med isvatten.

När vattnet går från gas till vätska frigörs energi, som överförs till dig. När din kropp värmts upp avstannar processen och det känns svalare igen. Du tror att du har börjat vänja dig vid den tropiska temperaturen.

Olika tryck ger växling mellan gas och vätska

Det är inte bara temperaturen som avgör om ett ämne är flytande eller i gasform. Även trycket har betydelse, vilket bland annat gör att vatten kokar vid lägre temperaturer på hög höjd. Genom att variera trycket kan vi därmed få ett ämne att växla mellan gas- och vätskeform. Så här drar man nytta av detta i en värmepump:

1. Värmepumpens köldmedium körs genom en expantionsventil. Trycket sänks och mediet börjar förångas. Stora mängder energi tas då upp från utomhusluften.
2. Det gasformiga köldmediet leds genom en kompressor där trycket höjs. Därefter förs gasen in i kondensorn där den återgår till flytande form. Via kondensorn avges då all energi som värmepumpen plockade upp från utomhusluften.
3. Värmeenergin överförs till din värmepanna eller inomhusdelen av din luft/luftvärmepump.

Denna lek med tryckförändringar är alltså hemligheten bakom en värmepump.

Den maximala temperaturen som en luft/vattenvärmepump kan uppnå beror på modellan och tillverkaren. En vanlig temperatur är cirka 55 grader, men vissa modeller kan nå högre temperaturer.