Varmepumpe kan brukes til oppvarming av bygninger og vann. En varmepumpe utnytter energien i varmekilder ved at en side av varmepumpen blir varmere mens den andre siden blir kaldere. Den vanligste varmepumpen vi har er kjøleskap som utnytter den kalde siden av en varmepumpe mens den varme siden er på baksiden av kjøleskapet.
Varmepumper kan utnytte varmekilder med temperaturer under 0°C, men den fungerer bedre desto høyere temperatur varmekilden har og jo lavere temperatur den skal levere på den varme siden. Varmekilder kan være varme fra luft, jord, berggrunn, sjøvann og ferskvann.
Varmepumpetyper
Det finnes mange forskjellige varmepumpetyper. Hvilken man velger er avhengig av investeringkostnader, tilgjengelig varmekilde og varmedistribusjonssystem. Følgende varmepumpetyper er de mest vanlige:
- Uteluft varmepumpe (luft til vann)
- Avtrekksvarmepumpe
- Berg- eller grunnvannsvarmepumpe
- Jordvarmepumpe
- Sjøvannsvarmepumpe
Slik virker en varmepumpe
Varme strømmer naturlig fra steder med høy temperatur til lav temperatur (eks. varm kaffekopp vil etter 30 minutter være kald). Ved hjelp av en varmepumpe kan vi få det motsatte til å skje: I en varmpumpe overføres varme fra kalde omgivelser til varme omgivelser.
Når en væske fordamper (går fra væske til gass), må det tilføres energi, og når en gass kondenserer til væske, vil det avgis energi. Det er energien som avgis når en gass kondenserer, som utnyttes i en varmepumpe.
En varmepumpe inneholder en væske/gass som lett lar seg fordampe og kondensere. Væsken kalles ofte et medium fordi den veksler mellom å være væske og gass. Når væsken avgir energi ved kondensasjon, blir varmen utnyttet til oppvarming. Når gassen fordamper og trenger energi, utnyttes varmen i varmekilden. Væsken/gassen i en varmepumpe sirkulerer mellom varmekilden der den henter energi/varme og distribusjonssystemet der væsken avgir varme.
For å få væsken til å fordampe og komprimere må det tilføres energi, og de fleste varmepumper drives av elektriske motorer. Vanligvis tilføres en del elektrisitet for to til fire deler varme som tas ut av varmepumpe.
Varmepumpen har en varmefaktor som tilsvarer hvor mange deler varme (i kWh) man får ut i forhold til hvor mange deler elektrisitet (i kWh) som tilføres. En varmepumpe har bedre varmefaktor desto høyere temperatur varmekilden har og jo lavere temperatur som avgis til varmesystemet. Derfor er det en fordel med et lavtemperert varmesystem i bygningen (vannbåren gulvvarme), og å hente varme fra en varmekilde som holder så høy temperatur som mulig.
Kostnad
En varmepumpe er mest lønnsom dersom man har et stort energibehov, og for store bygninger har den en meget god lønnsomhet. Avhengig av type varmepumpe vil man kunne få en årlig innsparing på 70-90% av varmebehovet (oppvarming og tappevann). Lønnsomheten til en varmepumpe er derfor mest avhengig av investeringskostnadene og levetiden til varmepumpen.
Miljømessige forhold
Den største miljøpåvirkningen som varmepumper har er kuldemediene (væsken i varmepumpen) som benyttes i varmepumpen. Væsken (mediet) som sirkulerer i en varmepumpe må kunne fordampes og kondenseres under passende trykk og temperatur. Tidligere brukte man ozonskadelige kuldemedier som KFK og HKFK.
Når varmepumper lekker, vil dette skade ozonlaget. Derfor har man gått bort fra KFK og HKFK, og i dag benyttes HFK, i tillegg til naturlige medier. HFK er i dag mest brukt i varmepumper, så vel som i resten av kjølebransjen. HFK er halokarboner som består av hydrogen, fluor og karbon. Det er ikke en så stabil forbindelse som KFK og HKFK og har kortere levetid i atmosfæren. Siden HFK ikke inneholder klor, bryter det ikke ned ozonlaget. Ulempen er at HFK bidrar til drivhuseffekten, og de ulike HFK har et drivhuspotensiale i størrelsesorden noen tusen i forhold til CO2 som er referansenivået med 1. HFK er derfor fra 01.01.03 pålagt miljøavgift i forbindelse med Kyotoprotokollen. Miljøavgiften beløper seg til noen hundre kroner for en varmepumpe for et bolighus, og utgjør derfor ikke den store kostnaden i en privat varmepumpeinvestering.
Det vil på lang sikt være ønskelig å finne kuldemedier som ikke har noen skadelige innvirkninger verken på det globale eller lokale miljøet. Naturlige kuldemedier som CO2, ammoniakk, hydrokarboner og vann har ingen negativ effekt på det globale miljøet, med flere kan ha lokale miljø- og sikkerhetskonsekvenser. Ammoniakk er giftig og vil kunne føre til lokal forgiftning, men som regel oppdages lekkasjer fort fordi ammoniakk har en sterk, stikkende lukt. Hydrokarboner er brennbare medier, noe som må tas i betraktning ved design av utstyr. Ved riktig bruk er likevel både ammoniakk og hydrokarboner svært gode og sikre kuldemedier, og naturlige kuldemedier blir stadig tatt i bruk i flere typer varmepumper og kjøleutstyr.
Ved uttak av varme fra en varmekilde som f.eks. jord eller sjø, vil varmekilden bli noe nedkjølt. Ved bruk av luftvarmepumpe, bergvarme eller sjøvarme er det sjelden at det blir noen merkbar lokal miljøpåvirkning. Ved bruk av ferskvann, kan varmekilden være isbelagt noe lenger enn tidligere, og dersom jordvarme benyttes vil gresset kunne bli grønt opp til et par uker senere. Disse miljøpåvirkningene er av lokal karakter.