Värmepumpar av. Joakim Isaksson, Tomas Svensson. Beta-verision, det kommer att se betydligt trevligare ut på hemsidan...

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Värmepumpar av. Joakim Isaksson, Tomas Svensson. Beta-verision, det kommer att se betydligt trevligare ut på hemsidan..."

Karl Hedlund
för 8 år sedan
Visningar:

1 Värmepumpar av Joakim Isaksson, Tomas Svensson Beta-verision, det kommer att se betydligt trevligare ut på hemsidan... I denna avhandling om värmepumpar har vi tänkt att besvara följande frågor: Hur fungerar en värmepump? Grundprincipen är att man tar upp gratis värme ur utomhusluften eller den på vintern varmare jorden. För att förstå värmepumpen måste man förstå li te termodynamik: För att förånga och kondensera ett medium krävs/avges mycket mer energi än om man bara förändrar tempraturen. Om man förändrar trycket, på ett medium förendras mediumets förångningstempratur. Dessa två termodynamiska förutsättningar utnyttgar man i värmepumpen. Genom att komprimera en varm gas till vätska kommer den att avge en massa värme (kondensationentalpin), om man sedan stryper ner trycket kommer den kalla vätskan att förångas och ta upp värme. Drivenergi Industiell spillvärme Har ofta en hög och relativt jämn värme, funkar bra till fjärrvärmevatten uppvärmning. Avloppsvatten Fördelen med orenat avloppsvatten är närheten till uppvärmningsbehovet (alla hus har avlopp), reningsprocessen kan dock ibland försämras av den lägre tempraturen. Ytvatten I sjöar, vikar och vattendrag lagras sommarens värme över nästan hela året. Vattnet är som kallast under senhösten, när isen lägger sig sjunker tempen inte mer (isen fungerar som ett täcke). Tempraturen varierar dock från år till år, beroende på sommarvädret och isläggningstiden. Man kan lösa det på två sätt, direkt eller indirekt verkande. Antingen lägger ma ut en kollekiter kabel, eller också tar man in vattnet i anläggnigen. Kollektor kabeln lägger man vanligen en bit ner i bottnen, där finns oftast mer värme än i själva vattnet. Grundvatten Stösta fördelen måste vara den jämna tempraturen, som är ungeför samma som årsmedeltempraturen (c:a 6 grader i Mellansverige). Ytjordvärme Om man inte har någon sjö i närheten, och inte vill investera för mycket pengar på anläggningen kan det här vara ett bra alternativ. Nackdelen är att man har minst värme när den behövs som mest. Man gräver ner en ca 500 meter lång (för småhus) plastslang, man bör komma ner nån meter eller två. Bergvärme Borra ett hål på m, därur kan du sedan ta ur en massa värme, gämt över hela

Grundprincipen är att man tar upp gratis värme ur utomhusluften eller den på vintern varmare jorden.

2 värmer upp vattnet innan du skickar ner det I berget, på så sätt kan man värma upp berget till de tider då solen inte skiner, och värmen behövs mer. Geotermisk (länk) Se tjejernas avhandling Skillnad på stora och små värmepumpar I större värmepumpar har man ibland mer än ett kompressionssteg Små: Vilka är de ekonomiska fördelarna, finns dem? Man kan räkna ut att en värmepump som installeras i ett hus med el-värme, betalar sig på 6-10 år. Om man tittar på en villa med direktelvärme och ett uppvärmningsbehov på kwh/år, kan tjäna in ca: 8000 kwh/år. Pumpen inklusive installation kostar ca: kr. 1 kwh kostar 60 öre, 8.000*0,6=4800 kr insparing/år /4.800=9 år innan investeringskostnaden är betald, om du har sparat ihop pengarna innan det vill säga. Vilka hus lämpar sig/lämpar sig inte för installation av värmepump? Det som avgör om ett hus lämpar sig för värmepumpsuppvärmning avgörs om det finns någon stanns att ta värmen ifrån. Värme finns det i marken och borra kan man göra i de flesta marker. Alltså lämpar sig de allra flesta husen för tekniken. Ett av de mera effektiva sätten att utnyttja den gratisenergi som finns runt omkring oss är att ha en solfångare på taket, med den värmer man upp vatten som sedan skickar ner i marken. På så sätt kan man utnyttga solenergin lagra solenergin till senare, när den behövs bättre. Detta går endast att tillämpa om man har borrat ett djupare hål förutsatt att det inte rinner vatten genom eller runt borrningen. Stora: Jämfört med elvärme är värme pumpen tre gånger så effektiv.( Vilka är de ekologiska fördelarna? De ekologiska fördelarna beror endast på var man tar elen ifrån. Om man t.ex. tittar på fjärvärme verket som skall byggas i Finspång. I Finspång skall det byggas ett flisfjärvärmeverk. Flis tar stor plats så de måste transporteras med långtradare. Lastbilar släpper ut mycket CO 2, CO och Nox. Flis måste även torkas, pga den dåliga förbränningen som kommer till följd om man inte torkar flisen. Ta exemplet värmepump där omvandlar du el till värme med en faktor på ungefär tre. Om elen produceras med solceller och vindkraft så får du en helt miljövänlig värmekälla. Exempel på värmepumpdrivna fjärrvärmevärk?(länk) Uträkning av värmefaktor: T 1 /(T 1 -T 2 ) där T 1 och T 2 är kalla respektive varma sidan av värmepumpen uttryckt i K. En process där t 1 = 0 C och t 2 = 30 C skulle alltså idealt ge en värmefaktor på 10. I det här fallet skulle man i praktiken kunna uppnå ungefär hälften. Det innebär att 1kw el tar upp 4kw värme av en låg temperatur. Det innebär att 5kw går att

Man kan räkna ut att en värmepump som installeras i ett hus med el-värme, betalar sig på 6-10 år. Om man tittar på en villa med direktelvärme och ett uppvärmningsbehov på 20.

3 värmetransporterna till värmepumpprocessen tar upp mycket energi. Det är dock i kompressorn som värmefaktorn begränsas, kompressorn klarar inte att höja trycket fullt så mycket som behövs. Det medför exempelvis att man för lokalvärmning med en värmekälla omkring 0 C ofta får en värmefaktor på ca3. En viktig slutsats av det nämnda är att tempraturskillnaden mellan den varma och kalla sidan är helt avgörande. En hög värmefaktor försöker man eftersträva för att få ut så mycket värme som möjligt. För största möjliga energibesparing bör man ha en hög utetemperatur och en så låg innetemperatur som möjligt. Den värmeeffekt som en vanlig värmepump ger avtar med sänkningen av utetemperaturen. Det innebär att en luftburen värmepump har sämsta förmågan att höja värmen. Eftersom värmepumparna används när det är som kallast ute så skulle det vara bra med en annan källa än eldriven kompressor. Elnätet är som mest bellastat på vintern. Man skulle t.ex. kunna köra en värmepump med hjälp av solceller, gasturbiner eller olja. Om man för in bränsle med energimängden 10MW får man ut ca 11MW värme (exemplet är taget ur en Stal värmepump i Ludvika). Man eftersträvar att ha en så varm och stabil värmekälla som möjligt, t.ex. bergvärme har en stabil temperatur och luftvärme är en mycket ostabil källa. För stora fjärvärmepumpar används avloppsvatten eller sjövatten som drivenergikälla. Värmepumpar används industriellt till t.ex. indunstning och destillationsprocesser. Användningen av värmepumpar hade stor tillväxt mellan 1975 och 1985 i Sverige. Idag finns ungefär värmepumpar av olika slag runt om i Sverige. Det stora antalet är villavärmepumpar av olika typer. Det finns ca 100 st fjärvärmepumpar. Medeleffekten på dessa är 13 MW och de största ger en effekt på 30 MW. De bidrar med hela 12% av hela landets uppvärmningbehov. Ungefär hälften levereras av de stora fjärvärmepumpar, medan villavärmepumparna av olika storlekar står för den delen av halvan. Exempel av Stals värmepumpar: Anläggning i Ludvika som ABB Stal har levererat värmepump till. Kund ABB Ludvika Invigning Oktober 1982 Service ABB Stal står för allt även el-tillförsel Värmekälla: Sjö vatten 1300 kg/s Vattentemperatur 2 C Förångningstyp Panel förångare Värme mottagare ABBs fjärvärmenät 400 kg/s genom kondensatorn Temperatur C Uteffekt 11 MW Värmefaktor 3 Anläggning i Solna som ABB Stal har levererat värmepump till. Kund Stor Stockholms Energi AB Invigning Januari 1986 Service ABB Stal står för allt även el-tillförsel Svenska Skanska står för fjärvärmenätet. Värmekälla: Behandlat avloppsvatten 2300 kg/s Vattentemperatur 7-18 C

En viktig slutsats av det nämnda är att tempraturskillnaden mellan den varma och kalla sidan är helt avgörande. En hög värmefaktor försöker man eftersträva för att få ut så mycket värme som möjligt.

4 Värme mottagare Fjärvärme i solna fjärvärmenät 800 kg/s genom varje kondensatorn Temperatur C Uteffekt 4*30 MW +30MW el värme Värmefaktor 3,2

Relevanta dokument

Jordvärme, Bergvärme & värmepumpsprincipen. Maja Andersson EE1B El & Energiprogrammet Kaplanskolan Skellefteå

Jordvärme, Bergvärme & värmepumpsprincipen Maja Andersson EE1B El & Energiprogrammet Kaplanskolan Skellefteå Kort historik På hemsidan Wikipedia kan man läsa att bergvärme och jordvärme är en uppvärmningsenergi