Varmepumper

Det forventes, at varmepumper vil have et kraftigt stigende omfang i Danmark som følge af udfasningen af fossile brændsler til opvarmning.

Varmepumper fungerer ved at flytte energi fra et lavere temperaturniveau (omgivelserne) til et højere temperaturniveau (husets opvarmningssystem). Dette sker ved, at et kølemiddel skiftevis fordampes og kondenseres. Processen er identisk med den, der foregår i et køleskab, men med en varmepumpe føres der energi ind i bygningen, hvor der i et køleskab føres energi ud af skabet.

Energien, i form af lagret solenergi, hentes almindeligvis enten fra den omgivende luft (luftvarmepumper) eller fra jorden (jordvarmepumper). Søer eller andre varmereservoirer kan også anvendes.

Til at drive varmepumpen anvendes elektricitet. For hver enhed elektricitet kan effektive varmepumper give op til 4 enheder varme.

Der findes 3 hovedtyper af varmepumpeanlæg med relevans for individuel beboelse: 

Væske til vand (jordvarmeanlæg):

Varmen hentes her fra slanger i jorden og omsættes til varmt vand, der kan bruges i huset centralvarmeanlæg og til opvarmning af varmt brugsvand. Denne type anlæg er typisk de mest energieffektive. Det er sådanne anlæg, der er mest relevante i forbindelse med erstatning af oliefyr.

Luft til vand:

Her hentes energien fra udeluften eller fra udsugningsluften i forbindelse med mekanisk ventilation og omsættes til varmt vand, som kan bruges til opvarmning og varmt brugsvand. Effektiviteten er typisk lidt dårligere end for jordvarmeanlæg, men anlægsudgifterne er til gengæld lavere. Sådanne anlæg kan f.eks. være relevante i huse med mindre opvarmningsbehov, herunder lavenergihuse.

Luft til luft:

Energien hentes her fra udeluften eller fra udsugningsluften fra mekanisk ventilation og varmen blæses ind i huset som opvarmet luft. Denne type anlæg kan ikke anvendes til opvarmning af brugsvand. Kvaliteten af luftvarmepumper på markedet er meget svingende. Kvalitetsprodukter kan være relevante i forbindelse med sommerhuse og som delvis erstatning for elvarme.  

De mest effektive varmepumpesystemer til husstandsbrug i dag leverer op til 4 enheder varme for hver enhed elektricitet de bruger. Man siger, at det har en årsvirkningsgrad på 4. Da varmepumpers ydelse varierer henover året vil den effektfaktor der typisk angives (COP) ikke direkte kunne oversættes til en årsvirkningsgrad.

Årsvirkningsgraden er desuden afhængig af varmefordelingssystemet i det enkelte hus. Varmepumpers ydelse er således bedst i kombination med lavtemperatursystemer, eksempelvis gulvvarme eller luftvarme, mens f.eks. et enstrenget radiatorsystem kan resultere i en væsentlig lavere virkningsgrad.

Varmepumpernes virkningsgrader har været støt stigende i de senere år, og der er ingen umiddelbare tegn på at denne udvikling er aftagende. Teoretisk resterer der da også et potentiale for forbedringer.

Varmepumper dimensioneres typisk ikke til at dække spidsbelastninger. Dette skyldes dels at effekten er relativ dyr, dels at effektfaktoren er lav når behovet er størst (qua lavere udetemperatur). Visse varmepumper kan i kortere perioder yde mere end deres mærkebelastning. Alternativt skal der installeres supplerende eleffekt til at klare spidsbelastninger (som elpatron i vandbårent system eller som elpanel i et luftbaseret system).

Jo højere temperatur, der er omkring kølefladen (fordamperfladen), jo højere virkningsgrad kan der opnås. Ved udnyttelse af "høj"-temperatur-varmekilder som industriel procesvarme, anden varmegenvinding eller geotermisk varme, kan nyttevirkningen blive højere.

Varmepumper i større målestok kan anvendes til varmeproduktion til fjernvarmenettene, f.eks. ved udnyttelse af spildvarme eller i geotermiske anlæg. Dette kræver dog i mange tilfælde at udgangstemperaturen hæves hvilket f.eks. kan opnås ved at anvende CO2 som kølemiddel.