Teknisk Ukeblad om Polar Energi

Link til orginal artikkel i Teknisk Ukeblad finner du her

Lars Hansens varmepumpe skal være «minst» 35 prosent mer effektiv enn nærmeste konkurrent. Har fått avtale med Panasonic.

Kjøleteknikeren har brukt 17 år på å utvikle løsningen.

Gründer og produktutvikler Lars Hansen og de tre andre i Polar Energi er nå klare til å erobre verden med sin nye varmepumpeteknologi. De har inngått samarbeid med Panasonic, som nå selger Polar Energi-produkter som del av sin produktportefølje i Europa. For å dekke de viktigste markedene oppgir Lars Hansen fra Ibestad i Troms at han har registrert 36 patenter på teknologien som skal gi 35 prosent mer energieffektive varmepumper. «Minst». – Vi har målt dem mot alle tilsvarende produkter på markedet og kan trygt stå inne for denne påstanden, sier Hansen til TU Bygg.

Offentlig støtte

Det er nærmere 17 år siden ideen til den nye luft til vann-varmepumpe-teknologien oppsto. Underveis har det vært flere produktlanseringer, men det er først nå Polar Energi er klare med en serie patenterte produkter av det de selv kaller «verdens mest energieffektive varmepumpe». – Den lange utviklingstiden har primært to årsaker. Teknologien har vært under konstant utvikling, og tilpasninger til nye EU-krav og -direktiver har vært nødvendig. I tillegg har hele dette prosjektet vært fullnansiert uten tilskudd av kapital fra eksterne investorer, forklarer Lars Hansen. Gründeren bak Polar Energi har selv satset rundt 20 millioner kroner på produktutviklingen, hovedsakelig i form av banklån med garanti fra Innovasjon Norge, som har støttet prosjektet med 7 millioner kroner (2,5 mill. i tilskudd, 4,5 mill. i distriktsrettede garantier). Fra Skattefunn har Hansen og Polar Energi mottatt til sammen 3,5 millioner. – Det høres kanskje mye ut, men produktutvikling koster. Det har vært tider da jeg knapt har hatt råd til å sette mat på bordet. Men skal man satse, må man være villig til å ofre seg. Det nytter ikke å frykte for sin egen økonomi, understreker Hansen.

Luft til vann-varmepumper

Det er særlig to faktorer som har bidratt til det store spranget i effektivitet: Utnyttelse av overhetningsgassen eller hetgassen fra kjølemediet, og en kortere og mer effektiv avrimingssyklus, som alle varmepumper bruker energi på når det er kaldt. I en vanlig luft til vann-varmepumpe går kjølemediet, som i dette tilfellet er en gass, i rør fra utedelen til en platevarmeveksler. På dette tidspunktet er gassen allerede varmet opp gjennom komprimering. Ved å lette på trykket i varmeveksleren kondenserer gassen, og i den prosessen avgis det varme. Denne varmen tas opp av vann i et tilsluttende rørsystem, som så pumpes inn i en akkumulatortank. Her varmes vannet i de este tilfeller ytterligere opp av et elektrisk varmeelement før det føres rundt i bygningen som varmt tappevann eller vannbåren varme i gulv og radiatorer. Mange nordmenn har etterkommet forbudet mot oljefyring ved å gå over til slike luft til vann-varmepumper.

Kuttet ut varmeveksler

Det første Lars Hansen gjorde for å effektivisere den vanlige systemløsningen, var å fjerne platevarmeveksleren, som er plassert mellom fordamperen ute og varmtvannstanken inne. I stedet lot han gassrøret gå rett inn tanken, slik at varmeoverføringen kunne foregå der i en spiralvarmeveksler. Dermed unngikk han varmetap både i den utvendige varmeveksleren og fra vannets vandring inn til tanken. – Fra kompressoren i utedelen og fram til varmeveksleren leverer varmepumpene våre verken mer eller mindre energi enn de andre på markedet, sier han. Det er med andre ord ikke i innretningen som henger på ytterveggen at hemmeligheten ligger. Det er innedelen som er Polar Energis produkt.

En tredje energilast som er eliminert ved å begrense seg til varmeveksler inne i vanntanken, er den såkalte flow-switchen. Den er en innretning som sørger for et minimum vannfløde (flow) gjennom platevarmeveksleren til enhver tid. Ved svikt av vannfløde vil den automatiske bryteren sørge for driftsstans.

Dette er likevel ikke det viktigste

Utnytter hetgassen

Varmeoverføringen med spiralvarmeveksler (kondensator-coil) inne i tanken skal være så effektiv at det ikke trengs elektrisk varmekolbe i tillegg, og den skal kunne forsyne bygningen med vannbåren varme og varmt tappevann samtidig, uten begrensninger. Hemmeligheten ligger i hetgassen , ofte omtalt som «super-heatingen». Det er en del av kjølegassen som holder høyere temperatur enn gassens kokepunkt. Ettersom den varme kjølegassen føres direkte inn i energitanken, vil hetgassen som oppsto ved komprimeringen utendørs, være intakt. Denne går alltid tapt i en platevarmeveksler, som de andre leverandørene bruker, hevder Polar Energi. Hetgassen er så energieffektiv, heter det, at den alene er i stand til å heve vanntemperaturen i tanken 30 grader, normalt fra 50 til vel 80 grader. Omtrent det samme som andre varmepumper gjør, bare at de bruker strøm til det.

Raskere avriming

Det andre hovedelementet i Polar Energis energibesparelser er avrimingen av fordamperen som sitter i utedelen. For at denne ikke skal ises ned og ta skade når det er kaldt, vendes varmen i perioder utover for å holde fordamperen fri for rim og is. Dette gjelder alle varmepumper. Ulempen er at i disse intervallene vil ikke varmepumpen tilføre energi til det vannbårne sirkulasjonssystemet inne. Dermed er det bedre jo kortere de varer. – Mens andre varmepumper bruker cirka seks minutter på hver avrimingssyklus, nøyer varmepumpene våre seg med 45 til 60 sekunder. Ned mot en åttendedel av tiden. Også det er takket være super-heatingen, sier Tor Nordli-Mathisen, salg- og markedsansvarlig i Polar Energi. Han har vært tilknyttet Polar Energi i tre år og har vært sentral i logistikk- og strategiarbeidet og internasjonaliseringen av selskapet. Tidligere har Nordli-Mathisen jobbet i selskaper som LG og Ericsson i utlandet. Han er full av beundring for Polar Energi-gründeren fra Ibestad. – Lars har svart belte i kjøleteknikk, sier han.

Samarbeid med Panasonic

Det var etter å ha jobbet som sertifisert elektromekaniker, kuldemekaniker og kjølemaskinist i årevis, blant annet på cruisebåter, hos ABB i Stavanger og på flere store prosjekter i Nord-Norge, at Lars Hansen fikk det for seg at det må være mulig å få mer energi ut av de eksisterende luft til vann-varmepumpene. – Det er samme teknologi i en varmepumpe som i et industrielt fryse- eller kjølelager. Etter 15 år med varmelære og prosessteknikk var selvtilliten så god at jeg turte å satse hundre prosent på at ideen min var god nok, forteller Hansen. Han var ikke nevneverdig imponert av luft til vann-varmepumpeløsningen som ble lansert sammen med inverterstyrte kompressorer ved tusenårsskiftet, og som har vært den rådende løsningen fram til i dag. Blant annet for Panasonic, som omfavnet Polar Energis patenter i 2017. Avtalen går ut på at i Europa utenom Norge skal Polar Energis varmepumper selges gjennom Panasonics salgs- og distribusjonsnett. – Avtalen gir oss anledning til etablere en sterkere posisjon i Norge på egen hånd, og til å jobbe med salg av patentrettigheter i andre deler av verden, sier markedssjef Nordli-Mathisen. Han forteller at produktene måtte gjennomgå omfattende labtester før japanerne godkjente dem. – Alt dette måtte vi bekoste selv, bemerker Lars Hansen.

Benytter lavutslippsgass

Produktutvikleren bedyrer at han ikke holder på med dette for å bli rik. – Energieffektiviteten kommer også klimaet til gode. Det er det som er viktig her. Av den grunn ønsker vi å selge flest mulig enheter. Og av den grunn har vi krympet marginene våre for å være konkurransedyktige, sier Hansen. Polar Energi benytter lavutslippsgassen R32 som kjølegass i varmepumpeløsningen sin. Blant F-gasser (hydrouorkarboner) skal dette være kjølemediet med lavest utslipp av CO₂ – Den er også mer effektiv som kjølegass enn de andre gassene, påpeker Hansen, som stadig henviser til varmepumpenes COP , som er et mål for effektfaktor (coefficient of performance) i denne bransjen. Det er imidlertid en upålitelig standard, ifølge Hansen, ettersom den bare gir et øyeblikksbilde, og leverandørene kan måle under ulike forhold.

Produksjon i Italia

I stedet for å investere i et eget produksjonsanlegg har Polar Energi leid fasiliteter og mannskap ved en fabrikk i Italia. De varmeisolerte tankene er av rustfritt stål, det samme er varmespiralene, som – for effektivitetens skyld – går fra topp til bunn i de sylindriske tankene. I tillegg til arbeidet med teknologi- og produktutvikling er det også på Ibestad at de elektroniske styringsenhetene settes sammen. Disse styringsenhetene skal «optimalisere energieffektiviteten og samspillet mellom Panasonics utedeler og energitankene til Polar Energi». – Det kan hende vi må oppbemanne etter hvert som omsetningen øker. Men først må vi bygge opp et større forhandlernett i Norge, sier markedsansvarlig Tor NordliMathisen. – Målet er å etablere oss som en av markedslederne i Norge i løpet av tre år, fastslår Lars Hansen. – Ved å kutte ut platevarmeveksler og flow-switch har vi også fått et mer driftssikkert system. Derfor gir vi 10 års garanti på varmepumpene våre, sier han.

Energimerking

Selv om tankene til Polar Energi i prinsippet kan brukes sammen med utedeler fra ulike produsenter, selges de sammen med Panasonic også i Norge. – Det skyldes dels at styringsenhetene våre er optimalisert for denne kombinasjonen, dels at vi er veldig fornøyde med samarbeidet med Panasonic. Vi har brukt deres utedeler når vi har testet systemet vårt, sier Tor Nordli-Mathisen. Testene som danner grunnlag for CE- og energimerkingen av tankene til Polar Energi, er utført av den italienske test- og sertiseringsorganisasjonen IMQ (Istituto Italiano del Marchio di Qualita). Her blir tankene testet under ulike forhold etter gjeldende, europeiske standarder, med blant annet tester i temperaturer fra minus 12 til pluss 12 grader. – Slike tester beløper seg fort til et par hundre tusen kroner per stykk, opplyser NordliMathisen. Testene som viser at Polar Energis varmepumpeløsning er 35 prosent mer effektiv enn andre luft til vann-systemer, har selskapet utført selv. Ifølge seniorforsker Michael Bantle ved Sintef Energi er det imidlertid ikke usannsynlig at selskapet har oppnådd en slik forbedring med løsningen sin.

Ville kjøpt den selv

Michael Bantle hos Sintef driver selv med utvikling av varmepumpeteknologi. Ved å sløyfe platevarmeveksler og utnytte overhetningsgass fra fordampningen er det opplagt at vil oppnå vesentlig høyere effekt, mener Michael Bantle. – For meg som jobber med industrielle løsninger, er ikke dette så nytt. Det er også mange andre varmepumper som utnytter overhetningsenergien, sier Bantle. – Men er det mulig å øke energieffetiviteten med 35 prosent på denne måten? – Man kan sikkert regne seg fram til en effektøkning på 35 prosent med dette systemet. Det kommer an på mange faktorer. Men jeg liker løsningen, og jeg ville kjøpt den selv. Å kutte ut den ene varmeveksleren er det eneste fornuftige, spør du meg. Den ble sikkert plassert der i sin tid for å forsikre seg om at kjølegass ikke blandes med tappevannet ved lekkasje, resonnerer Bantle. Styringsenhetene lages «hjemme» på Ibestad i Troms. (Foto: Polar Energi) På spørsmål om sikkerheten er ivaretatt ved innvendig varmeveksler med kjølegass, kan Polar Energi opplyse at de bruker rør med doble vegger – rør i rør – på innsiden av akkumulatortanken, etter at dette ble et EU-krav i 2013.

Høres mye ut

Rolf Iver Mytting Hagemoen i Norsk Varmepumpeforening ønsker ikke å så tvil om Polar Energis energiberegninger. – Alle produsentene av varmepumper jobber med å effektivisere løsningene sine, både ute- og innedelene. 35 prosent høres mye ut, men dersom Polar Energi har gyldige tester som dokumenterer disse resultatene, har de sitt på det tørre, sier Hagemoen. Av lover og regler som må følges for en varmepumpeprodusent, nevner han økodesigndirektivet, energimerkedirektivet og ytelsestester som må utføres etter denerte teststandarder. – Markedsføringsloven kan også komme til anvendelse når man påstår at man er så og så mye bedre enn andre. Dette får vi håpe at Polar Energi har kontroll på, sier Hagemoen, som beskriver Lars Hansen og Tor Nordli-Mathisen som en innovativ duo. – Ingenting er bedre enn om det utvikles teknologi i Norge som utgjør en forskjell, sier Hagemoen