Luft-vand-varmepumpe med naturlige kølemidler
I projektet vil der blive udviklet og afprøvet en ny generation af luft-vand-varmepumper, der benytter propan (R290) som kølemiddel. Målsætningen er at øge energieffektiviteten med 5- 10 %. Det nye produkt skal være i den bedste energiklasse (A+++) og leve op til EU's Ecodesignkrav. Projektet udføres i samarbejde med bl.a. landets største varmepumpeproducent (Nilan A/S) og tre andre partnere.
I Danmark har man i mange år tilstræbt at benytte naturlige kølemidler i stedet for HFC-kølemidler med høj drivhuseffekt (en høj GWP-værdi). Det er lykkedes i forbindelse med de fleste køleanlæg, men det er ikke lykkedes på varmepumpeområdet – på nær for meget store anlæg (større end 200 kW).
I projektet vil en luft-vand-varmepumpe med kølemidlet propan blive udviklet i et samarbejde mellem Danmarks største producent af varmepumper (Nilan), den store kølegrossist H Jessen Jürgensen, ventilatorproducenten EBM Papst og Vonsild Consulting, som er ekspert i sikkerhed ved brug af brændbare kølemidler – samt Teknologisk Institut.
Et af Nilans vigtigste produkter er en luft-vand-varmepumpe, som benyttes i lavenergihuse til at lave gulvvarme. Hele den termodynamiske kredsproces er placeret udendørs, og det er en af grundene til, at denne type varmpumpe er en god udviklingsplatform for anvendelse af kulbrinter (f.eks. propan) som kølemiddel. En barriere er, at kulbrinter modsat HFC-kølemidler er brændbare, hvilket kræver en række sikkerhedsmæssige tiltag – tiltag, som dog ikke er ”show stoppere”.
I projektet vil en luft-vand-varmepumpe med kølemidlet propan blive udviklet og afprøvet. Efter projektets afslutning vil Nilan produktmodne varmepumpen og sætte den i produktion.
Målsætningen for projektet er at udvikle og teste en luft-vand-varmepumpe til gulvvarme med det naturlige kølemiddel R290 (propan) og med en energieffektivitet, som er mindst på niveau med Nilans eksisterende luft-vand-varmepumper med HFC-kølemiddel – og helst endnu mere energieffektiv.
Dette er lykkedes i et stort samarbejde mellem projektets partnere, som er Nilan (producent af varmepumper), H. Jessen Jürgensen (leverandør af komponenter og kølemiddel), EBM Papst (leverandør af ventilatorer), Vonsild Consulting (specialist i sikkerhed) samt Teknologisk Institut (projektleder, test m.m.).
Opgaven er løst ved at tage udgangspunkt i Nilans Air9-varmepumpe, som i akkrediteret test på Teknologisk Institut er målt til at have en SCOP på 5,11.
Der er opstillet et beregningsprogram og indhentet data for en ny kompressor (fra Hitachi) og for en ny fordamper (fra SEST), og ved hjælp af beregningerne er det bestemt, at det kan lade sig gøre at opnå målsætningen.
Der blev bygget en første prototype med intern varmeveksling mellem væskeledning og sugegasledning samt elektronisk ekspansionsventil. Denne prototype blev udstyret med mange målepunkter på kølesystemet med det formål at analysere, hvordan kredsprocessen opfører sig. Den første prototype blev målt til at have en effektivitet (SCOP) på 5,21, hvilket er lidt bedre end udgangspunktet.
Ud fra analyser af testresultater blev det besluttet, at det ikke er nødvendigt med intern varmeveksler, og det blev besluttet, at der skal benyttes en optimeret fordamper med lidt større kapacitet.
Der blev fremstillet en anden prototype, som blev testet og ombygget nogle gange, og det endte op med, at det blev besluttet af benytte en mekanisk ekspansionsventil (termostatisk ekspansionsventil). Denne prototype er blevet testet på Teknologisk Institut i akkrediteret laboratorium, og effektiviteten er målt til at være SCOP = 5,32. Dette er tilfredsstillende og 4,1 % bedre end udgangspunktet. P(design, - 10 C) er bestemt til 4,0 kW. P(norm, +7 C) er bestemt til 6,23 kW.
Denne varmepumpe er mere energieffektiv end alle andre luft-vand-varmepumper til gulvvarme på Energistyrelsens Varmepumpeliste. Varmepumpen vurderes også at blive konkurrencedygtig på markedet for lavenergihuse på grund af dens energieffektivitet, på grund af brugen af naturligt kølemiddel, og fordi den endelige prototype er billigere at producere sammenlignet med den første prototype, som indeholder intern varmeveksler og elektronisk ekspansionsventil.
Produktet er endvidere sikkert at installere og benytte, idet hele kølemiddelfyldningen er placeret udenfor huset.
Key figures
Kategori
Deltagere
| Partner | Tilskud | Eget bidrag |
|---|---|---|
| NILAN A/S | ||
| H. JESSEN JÜRGENSEN A/S | ||
| Vonsild | ||
| Ebmpapst Denmark ApS |
