Fremtidssikring af dansk produktion af varmepumper - Hovedprojekt

Køle- og Varmepumpeteknik
Udvikling og test af supereffektiv og konkurrencedygtig varmpumpe til energieffektive huse. Målsætningen er at komme op på en SCOP på 6,0 ved gulvvarmedrift (efter EN14825). Hermed vil denne varmepumpe blive den mest effektive varmpumpe til velisolerede huse og have en effektivitet, som er bedre end selv større varmepumper.
I projektet blev det forsøgt at opnå endnu højere SCOP. Det viste sig, at dette ikke kunne lade sig gøre med de benyttede komponenter. Derfor konkluderes, at i projektet er der opnået den absolutte højst mulige effektivitet med de tilgængelige komponenter Hvis man i fremtiden skal opnå endnu højere effektivitet, så skal man forsøge at optimere kompressoren og dens virkningsgrad. Man kan måske også vinde lidt, hvis man kan få en fordamper, hvor der er en mere ensartet flow i de parallelle kanaler.
Projektbeskrivelse

Nilan er en af de eneste større varmepumpeproducenter i Danmark. Nilan er specialiseret i levering af varmepumper og ventilationsaggregater til lavenergihuse og har stor succes med dette. Det er tidligere påvist i et forprojekt, at der stort potentiale for forbedringer.

I forprojektet er der analyseret testdata fra varmepumpelaboratoriet på Teknologisk Institut, og her ses, at varmepumpen kan gøres endnu bedre ved bl.a. følgende tiltag:

  • Brug af 2.-generation af inverterstyring og styringsstrategi for kapacitetsregulering af kompressoren
  • Brug af en anden fordamper med bedre fordeling af kølemiddel
  • Brug af en anden ekspansionsventil, som sikrer mindre overhedning og bedre udnyttelse af fordamper
  • Brug af andet kølemiddel med mindre GWP og bedre effektivitet (f.eks. R32 eller evt. R290)

Projektet er inddelt i fire faser:

  1. Udarbejdelse af matematisk model af varmepumpen. Denne tunes til at passe med måledata fra forprojektet
  2. Indsamling af information på forskellige nye komponenter og beregninger af deres effekt
  3. Opbygning og test af prototyper: Der testes med én ændring ad gangen for at se den direkte effekt af hver enkelt ændring. Der udarbejdes testrapporter samt analyse af resultater. Test af ”endelig udgave” ved både gulvvarme og radiatorvarme.
  4. Slutrapportering samt udarbejdelse af ”paper” til international konference.
Resultater

I projektet er der sammen med Nilan A/S udviklet og testet en ny væske-vand-varmepumpe med en SCOP på 5,39. Der er tale om en varmepumpe til lavenergihuse, og den har en varmekapacitet på 1 – 4 kW gulvvarme. Denne varmepumpe har en højere effektivitet end alle andre varmepumper med kapacitet op til 10 kW på Energistyrelsens liste over varmepumper. I projektet er der udarbejdet en matematisk model, og der er bygget mange varianter af prototyper med forskellige ekspansionsventiler, kølemidlerne R32 og R410A og med- og uden intern varmeveksler. Konklusionen er, at vi i projektet har nået grænsen for den maksimale effektivitet med de komponenter, som vi har til rådighed. Slutrapporten består af en kort hovedrapport og en række appendikser, hvor man kan gå mere i detaljer. I den afsluttende akkrediterede test er målt en SCOP på 5,39. Produktet er i den bedste energiklasse i EU's energimærkning for varmepumper (A+++). Produktet vil ligeledes stå stærkt i forbindelse med revision af denne energimærknings-ordning, hvor der kan forventes stramninger for at komme i de bedste energiklasser. Varmepumpen benytter ca. 1,1 kg R410A. I projektet er der testet prototyper med R32, som har en lavere GWP (Global Warming Potential). Hvis Nilan på et tidspunkt beslutter sig til at skifte til dette kølemiddel kan de benytte erfaringerne fra projektet til dette. Prototyperne med R32 havde et tilsvarende SCOP, som blev målt med R410A. Nilan vil nu kommercialisere den nye varmepumpe og forberede produktionen af den. I projektet blev det forsøgt at opnå endnu højere SCOP. Det viste sig, at dette ikke kunne lade sig gøre med de benyttede komponenter. Derfor konkluderes, at i projektet er der opnået den absolutte højst mulige effektivitet med de tilgængelige komponenter Hvis man i fremtiden skal opnå endnu højere effektivitet, så skal man forsøge at optimere kompressoren og dens virkningsgrad. Man kan måske også vinde lidt, hvis man kan få en fordamper, hvor der er en mere ensartet flow i de parallelle kanaler

Key figures

Periode:
2015 - 2017
Bevillingsår:
2015
Egen finansiering:
0,85 mio.
Støttebeløb:
0,99 mio.
Støtteprocent:
54 %
Projektbudget:
1,84 mio.

Kategori

Oprindelig title
Fremtidssikring af dansk produktion af varmepumper - Hovedprojekt
Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Journalnummer
ELFORSK 347-005

Deltagere

Teknologisk Institut (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Teknologisk Institut
NILAN A/S
Vonsild

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk