Värmepumpsberedares effektivitet

Är det effektivt med värmepumpsberedare.

För den som har traditionell varmvattenberedare med direktverkande el så kan man fundera på en värmepumpsberedare. Det låter fantastiskt att kunna sänka kostnaderna med så mycket som 80%, men stämmer det?

På sätt och vis har leverantören rätt. De kan sänka upp till 80% av varmvattenkostnaden relativt enkelt. Detta eftersom verkningsgraden är hög över värmepumpen. MEN det betyder inte att den totala verkningsgraden blir så hög då det i många fall inte blir så god verkningsgrad sett över hela huset som ett system. Åter kommer till det längre ner.

Sedan är det inte så enkelt att läsa ut vilken verkningsgrad en värmepumpsberedare har. De flesta jag hittar anger det inte ens. Det kan exempelvis stå att du kan sänka kostnaderna med upp till 80%. Notera "upp till" i denna mening. Det betyder att du i bästa tänkbara fall kan komma upp i det. Indol anger exempelvis COP 3.75 vid 8 grader vatten in och 55 grader ut och 20 graders luft den jobbar med. Det får betraktas som bra.

Svaret på frågan om effektivitet ligger i hur den kopplas in. En värmepumpsberedare behöver luft att jobba med och det kan den antingen få utifrån eller inifrån. Sedan kan man välja att blåsa ut luften inomhus eller utomhus.

1. Luft inifrån som blåses ut
2. Luft ininfrån som blåses in
3. Luft utifrån som blåses ut
4. Luft utifrån som blåses in

Blåsa in luften i huset (2 och 4 ovan) är bra om man har ett rum som man vill kyla. Jättebra sommartid exempelvis eller om du har en serverhall (inte så många som har det privat).

Luft inifrån är perfekt om man kan koppla sig på befintlig frånluftsventilation och jobba med samma fläkthastighet som tidigare. Då blir energin man får gratis. Detta under förutsättning att det inte sitter ett FTX-system eller en frånluftsvärmepump där naturligtvis.

Att ta luften utifrån kan vara ett alternativ, men jag har inte lyckats hitta någon leverantör av värmepumpsberedare som specifierar verkningsgraden för detta fall. I alla fall inte vid olika tempraturer på luften som den har att jobba med. Så det är högst oklart hur effektivt det är. Det är i alla fall klart att detta inte fungerar när det är riktigt kallt då de modeller jag sett fungerar ned till någonstans kring -10 och -15 graders lufttempratur. Under det kommer det vara bättre med direktverkande el.

Men hur är det då med fallet att ta luften inifrån men man inte har något frånluftssystem att koppla sig på. Dvs det handlar bara om att ta lyft inifrån som normalt inte skulle ha försvunnit. Låt oss räkna på det.

En värmepumps verkningsgrad (Cv) bestäms av två faktorer.

1. Hur mycket energi som tillförs i form av el (Pin)
2. Hur mycket energi som kommer ut i form av värme (Put)

Den tredje faktorn är hur mycket energi som kommer från något annat (Ps), typiskt då från luften.

Cv = Put / Pin = ( Pin + Ps ) / Pin

Om vi nu antar att vi har en effektiv värmepumpsberedare med en verkningsgrad på 4. Det betyder att om du stoppar in 1 kW så får du ut 4 kW. 3 kW tillförs genom att värmepumpen stjäl den energin från något annat (luften).

Detta innebär att du behöver tillföra 3 kW i uppvärmning av huset för att kompensera för de tappade 3 kW energi som försvann.

Men om jag ser till att blåsa ut den kalla luften ut ur huset? Då kyls ju inte luften ned. Jo faktiskt för den luft du för bort måste ersättas av annan luft. Gör du inte det får du till slut vakum inne. I vakum finns dessutom inte någon värmeenergi. Luften som ersätts kommer utifrån så är det kallt ute så kyls huset ned. Det som bestämmer om du ska blåsa luften ut ur huset eller om den ska vara kvar i huset bestäms av hur varm den luft är som lämnar huset i förhållande till utetempraturen. Är avluften kallare än utetemp så ska luften blåsas ut, är avluften varmare så kan den lika gärna vara kvar inne. Här ska man dock tänka på att du kan behöva blåsa den en bit från värmepumpsberedaren så att den inte kyler ned rummet för mycket för då minskas dess verkningsgrad.

Tillbaka till uträkningen. Det räcker inte med att räkna ut verkningsgraden för värmepumpen då det kan vara så att du stjäl från dig själv. Dvs, de 3 kW som stulits behöver ersättas med annan energi. Ersätts det med en annan värmepump så blir kostnaden den energi som behöver tillföras den värmepumpen.

En värmepumps verkningsgrad (Cp) är

Cp = Put´ / Pin´

Vi kan räkna ut den energin (Pin´) genom att ta den energi vi behöver (Put´) och dela med COP för den värmepumpen. Put´ är den "stulna energin" Ps så vi får Pin´ = Ps / Cp.

Tittar vi verkningsgraden för hela huset (Ch) får vi

Ch = Put / Pinh = ( Pin + Ps ) / ( Pin + Pin´ ) = ( Pin + Ps) / ( Pin + Ps / Cp )

Ps kan man med lite ekvationslösning räkna ut till Pin * ( Cv - 1)  så vi får således att verkningsgraden för hela huset är:

Ch = ( Pin + Pin * ( Cv - 1 ) )  / ( Pin + Pin * (Cv - 1) / Cp) = Pin * ( 1 + Cv - 1 ) / ( Pin * ( 1 + Cv - 1) / Cp ) = Cv / ( 1 + ( Cv - 1) / Cp )

Vi har således räknat ut ett förhållande mellan hela husets verkningsgrad och de två värmepumparna (värmepumpsberedaren och den andra).

Exempel på total verkningsgrad

Värmepumpsberedare +	Cv	Cp	Ch	Besparing%
Direktverkande el	3	1	1	0%
Luft-luft och jättekallt ute	3	1.5	1.3	23%
Luft-luft och kallt ute	3	2	1.5	33%
Bra luft-luft och +7 ute	3	5	2.1	52%
Supereffektiv vvb och +7 ute	5	5	2.8	64%

Detta ska jämföras med fallet med då det går att koppla in sig på befintlig frånluft med COP 3 som då ger 66% besparing eller vid COP 5 som ger 80% besparing.