En vanlig fråga är hur ofta en värmepump ska avfrosta och varför den avfrostar så ofta. Exempel på frågor är:
Min luft-luft värmepump avfrostar jätteofta, det gjorde inte min gamla.
Vad är det för fel på min värmepump, den avfrostar X ggr per dygn.
Blir det inte väldigt inneffektivt att den avfrostar så mycket
Det enkla svaret på varför den behöver avfrosta är att det helt enkelt byggs på för mycket is och att den måste bort för att den ska vara effektiv. Att en nyare värmepump behöver avfrosta mer beror helt enkelt på att den är mycket effektivare. En effektiv värmepump sänker tempraturen så mycket att den når (många?) minusgrader och då kommer den fukt som finns i luften att bilda is. Det är ofrånkompligt (om man nu inte har markvärme).
Hur ofta den behöver avfrosta beror således på följande:
- Luftfuktigheten
- Värmepumpens effektivitet
Blir det inte väldigt inneffektivt att den avfrostar så ofta som en gång i timmen? Nej egentligen inte. Några exempel nedan.
Exempel 1: Nibe F370
Nibe F370. Avfrostar 10 minuter en gång varannan timme då avluften når -2 grader. Innetempraturen är +20 grader. Man kan få bort avfrostningarna genom att höja luftflödet så att avluften når +1 grader.
När den avfrostar kan den inte återvinna, så då tappar den 10/(60*2)=0.083...=8% effektivitet.
Höjer man avluften (återkommer till hur man kan göra det) från -2 till +1 så tappar man tre graders tempskillnad så förlusten är 3/(20+2)=0.136...=14%. Men detta förutsätter att man på något magiskt vis kan bara höja avluften. Så enkelt är det inte. Man kan göra det genom att öka luftflödet eller genom att höja innetempraturen. Höjer man innetempraturen så kostar det en del så då vinner man ännu mindre. Höjjer man det genom att öka luftflödet ändras beräkningen (mer komplicerad då vinsten är beroende av flödet). Lite förenklat finns det en vinst då utetempraturen är över avluftens tempratur. Det är dock tveksamt om den vinsten överträffar skillnaden mot att den avfrostar.
Dock ska det påpekas att om värmepumpen har problem med avfrostningar, dvs att de tar lång tid, då ändras beräkningen väldigt mycket och då finns det plödsligt en vinst med att undvika dem.
Exempel 2: Luft-luft värmepump.
Det är höst med fuktig luft ute (+4 grader) så den avfrostar 10 minuter varje timme. Verkningsgraden ligger på COP 4.
Du får en effektförlust på 16%. Nedan benämnd K.
För att förenkla beräkningen så mycket som det går men att ändå räkna rätt så räknar vi på en aggressiv och en konservativ beräkning. Det kommer inte bli så bra som den aggressiva men inte heller så dåligt som den konservativa.
I den aggressiva beräkningen räknar vi med att den inte drar någon ström vid avfrostning och att den inte heller tar någon energi från huset.
I den konservativa beräkningen räknar vi med att den drar lika mycket ström vid avfrostning som när den kör för fullt samt att den drar lika mycket energi från huset som den tillför gör när den kör för fullt.
Vid normal körning får vi
COP = Put / Pin
Aggressiv beräkning
COPa = ( Put * (1-K) ) / ( Pin * (1-K) ) = COP
Men ser man på vi har (1-K) både i nämnare och täljare, så COP är oförändrad.
Konservativ beräkning
COPk = ( Put * (1-K) - K * Put ) / Pin = ( Put * (1-2*K) ) / Pin = (1-2*K)*COP
Vi får således en verkningsgradsförlust på dubbla tiden. Med K=0.16 får vi en förlust på 0.32, dvs 32%.
Realistisk beräkning
Sanningen ligger någonstans mellan 16% och 32% förlust. En mer realistisk beräkning är att den inte behöver någon nämnvärd tilförd energi i form av el (bara en fläkt) för att göra avfrostningen och att den tar all energi innifrån huset. Den kommer inte ta lika mycket som den tillfört men det är svårt att avgöra hur mycket så vi sätter det till max.
COPr = ( Put * (1-K) - K * Put ) / ( Pin * (1-K) ) = ( Put * (1-2*K) / (Pin * (1-K) ) = (1-2*K)/(1-K)*COP
Dvs den realistiska verkningsgraden är (1-2*K)/(1-K) gånger den gamla verkningsgraden.
Med K=0.16 så får vi COPr = 0.8095*COP. Således en 20% förlust i verkningsgrad. Vi går från COP 4 till 3.2.
Detta är nog ganska nära sanningen.
Alternativ utan avfrostning:
Så ja den tappar en hel del i effektivitet. Men vad hade varit alternativet. Att inte avfrosta alls. Vad blir resultatet då?
Om vi antar att värmepumpen ska producera 1 kWh energi på en timme och har ett luftflöde genom utedelen på 800 m3/h. Den kan återvinna 0.000365*800=0.292 kW från en grads tempsänkning.
För att producera 1 kW behöver den således sänka med 1/0.292)=3.4 grader. Är utetempraturen över 3.4 grader så kommer den inte heller behöva avfrosta.
Ska den producera 3 kW behöver den sänka motsvarande mycket mer, dvs är utetemp över 10 grader så kommer den inte behöva avfrosta något. Nu kommer man förmodligen inte behöva 3 kW vid +10 ute.
Du ser ganska snart att det helt beror på vilken utetempratur det är ute, om huruvida det finns en vinst i att undvika avfrostning.
Är det minusgrader ute så kommer man inte kunna undvika avfrostning. Det kommer alltid behövas. Dock brukar luftfuktigheten sjunka fort när tempraturen går under nollan, då all fukt ramlar ner på marken som just frost. Vi hoppar således över detta fall.
Enligt ovan var det realistiskt att tänka sig en 30% effektivitetsförlust. För att undvika avfrostning så får således inte utetempraturen vara särskilt nära noll grader. Om vi nu för enkelhetens skull antar att effektbehovet är 2 kW, då kommer utetempraturen inte få överstiga 6.8 grader för att undvika det. Värmepumpen kan gå ned i varv och om vi då accepterar 30% förlust så kan vi således få en vinst i spannet när utetempraturen är mellan 6.8 grader och (6.8*0.3)=4.1 grader. Men när utetempraturen är under 4.1 grader går det inte att undvika avfrostning utan att tappa mer än vad vi vinner med att undvika avfrostningarna.
Så går det att vinna något på att undvika avfrostningar. Ja det går men det är väldigt svårt.
Exempel 3 Nibe F730
Nibe F730. Avfrostar 10 minuter en gång varje timme. Innetempraturen är +20 grader. Man kan få bort avfrostningarna genom att höja luftflödet så att avluften når +1 grader.
När den avfrostar kan den inte återvinna, så då tappar den 10/60=0.16...=16% effektivitet.
Höjer man avluften (återkommer till hur man kan göra det) från -16 till +1 så tappar man 17 graders tempskillnad så förlusten är 17/(20+16)=0.472...=47%. Det är inte ens nära 16%. Men detta förutsätter att man på något magiskt vis kan bara höja avluften. Så enkelt är det inte. Man kan göra det genom att öka luftflödet eller genom att höja innetempraturen. Höjer man innetempraturen så kostar det en del så då vinner man ännu mindre. Höjjer man det genom att öka luftflödet ändras beräkningen (mer komplicerad då vinsten är beroende av flödet). Lite förenklat finns det en vinst då utetempraturen är över avluftens tempratur. Det är dock högst osannolikt att den vinsten överträffar skillnaden mot att den avfrostar.
Dock ska det påpekas att om värmepumpen har problem med avfrostningar, dvs att de tar lång tid, då ändras beräkningen väldigt mycket och då finns det plödsligt en vinst med att undvika dem.