Havvands-varmepumper mere effektive end elvarme
Et nyt projekt viser, at havvands-varmepumper kan være en effektiv og klimavenlig varmekilde i Grønland, endda mere effektive end elvarme.
En af de havvands-varmepumper som Thomas Ravnshøj Johansen har brugt som udgangspunkt for sit projekt. Foto: Thomas Ravnshøj Johansen.
Af - Varmepumper er netop en rigtig smart løsning, når de er drevet af el fra grønne energikilder, ligesom vi kender i Danmark med vindenergi. Netop grundet den nylige konvertering fra afbrænding af fossilt brændsel til vandkraftværk, er det aktuelt at se på alternative metoder til opvarmning, drevet af den grønne el, fortæller Thomas Ravnshøj Johansen, der har modtaget Jonathan Prisen 2015 for sit afgangsprojekt på DTU Mekanik, hvor han har undersøgt effektiviteten af havvands-varmepumper under arktiske klimaforhold.
Mere effektive end elvarme
Havvands-varmepumper er også langt mere effektive end elvarme.
- Som det er i dag, så bruger man allerede dette som en kilde til elvarme i husstande, siger Thomas Ravnshøj Johansen.
- Tidligere har man brugt forbrændingsanlæg til at producere varme til fjernvarme. Med vandkraftværkerne bruger man nu mange steder el-kogere til at varme vandet til fjernvarme. Meget i samme stil med en almindelig el-koger derhjemme, bare større. Det er samme princip med elvarme til enkelthusstande. Her er varmepumper smarte, da de bruger el-energien op til 2-3 gange mere effektivt end en el-koger for at producere samme opvarmning. Det vil sige, at hvis en el-koger laver varme af el 1:1, laver en varmepumpe varme af el 3:1, eksempelvis.
Havvands-varmepumper er altså en teknologi som både kan indgå i et intelligent netværk, hvor varmepumperne kan anvende den ekstra el som vandkraftværkerne producerer, og det er en teknologi som kan bruge den grønne el til varme langt mere effektivt end almindelig elvarme.
Sådan fungerer en havvands-varmepumpe
En havvands-varmepumpe består af et lukket kredsløb med en væske, som har de egenskaber der skal til, f.eks. ammoniak, propan eller CO2, sådan som Thomas Ravnshøj Johansen undersøgte i projektet. Dette kredsløb optager så varme fra en ekstern kilde, og her er der altså tale om havvand, hvor varmekilden i andre tilfælde kan komme fra luft eller jord. Det viste sig at havvands-varmepumperne var mere effektive end luftvarmepumperne under arktiske forhold, og det skyldtes at der er for store udsving i temperaturen i luften, hvor vandets temperatur er mere konstant. Varmemetoden kan både bruges i enkelte husstande og i store anlæg, f.eks. til industribrug.
- En varmepumpe består af fire komponenter: en kondenser, en ekspansionsventil, en fordamper og en kompressor. Fordamperen optager varme fra varmekilden ved lav temperatur og ved lavt tryk. Ved denne proces fordamper væsken og bliver til gas, som kan komprimeres i kompressoren (1.), til højt tryk og høj temperatur. Denne høje temperatur kan afsættes som varme i kondensatoren (2.), som afgiver varme til det ønskede. Ved denne proces kondenserer gassen til væske igen. Efter kondensatoren sidder en ekspansionsventil (3.), som sørger for at væsken kommer på lavt tryk igen (4.), som gør at processen kan gentages igen over fordamperen. Havvandsvarmepumpen fungerer altså ved at optage varme fra havet ved lav temperatur i fordamperen, hvorefter det så kan konverteres til høj temperatur og bruges til opvarmning, forklarer Thomas Ravnshøj Johansen.
Kilde: Lisbeth Lassen /DTU Mekanik
