TEKNOLOGIEN

De fleste produsenter av luft til vann varmepumper hevder at de er både innovativ og fremtidsrettet.

Fakta, og felles for dem alle, er at produktene er basert på tradisjonelle systemløsninger som best kan defineres som gammeldags teknologi.

Systemløsningen definerer rammebetingelsene for hvilken ytelse som faktisk er mulig å oppnå. Dagens systemløsninger, selv fra de mest kjente aktørene i markedet, er stort sett akkurat de samme i dag som de var for 20 år siden.

 

PSHI™ - Polar Super Heating Infusion

PSHI™ er et eget varemerke for teknologien som er utviklet av Polar Energi. Med PSHI™ leverer vi i dag varmepumper som yter verdens beste energieffektivitet. Med PSHI™ opptar vi 100 % av energiproduksjon som kjøleprosessen i en varmepumpe avgir. Denne energien utnyttes i sin helhet til vannbåren oppvarming og produksjon av varmt tappevann, helt uten tilskudd fra andre energikilder, f.eks elektriske varmekolber.

Kjøleprosessen er prinsipielt den samme i alle varmepumper. Flytende kjølegass varmes opp til kokepunktet og blir omgjort til varm damp som overføres til vann. I en kortvarig del av denne prosessen utvikler dampen en temperatur som i stor grad overstiger temperaturen til selve kokepunktet. I kjøletekniske lærebøker beskrives denne fasen, og den opphøyde temperaturen, som "Super Heating". Med PSHI™ opptar vi all energi som "Super Heatingen" avgir. Denne tilføres i sin helhet direkte inn i selve energitanken, i tillegg til den energien som selve kjøleprosessen avgir i alle varmepumpesystemer. Energien som tilføres energitanken fra "Super Heating" og PSHI™ brukes til å "løfte" temperaturen fra 55°C til 80°C på tappevannet, helt uten bruk av elektriske varmekolber.

Polar Energi er alene på markedet med denne innovative løsningen. Andre produsenter får ikke utnyttet energien som "Super Heating" prosessen avgir, ettersom selve varmeoverføringen fra kjølegass (damp) til vann skjer i en platevarmeveksler på utsiden av energitanken i varmepumpesystemet. Som en enklere forklaring kan man si at der andre produsenter tilfører nødvendig ekstra energi til varmepumpesystemet ved bruk av varmekolber og kostbar elektrisitet, så tilfører vi tilsvarende energi til varmepumpesystemet kun ved bruk av PSHI™.

PSHI™ tilfører varmepumpesystemet flere andre unike og viktige kundefordeler, og teknologien vil komme til å endre utviklingen av luft til vann varmepumper i tiden som kommer.

Polar Energi leverer minst 35% bedre energieffektivitet enn det som er mulig å oppnå med tradisjonelle luft til vann systemløsninger.

 

Varmeoverføringen fra kjølegass til vann er kraftig forenklet og effektivisert, og bruk av platevarmeveksler og
"flow switch" er fullstendig eliminert. 

Varmeoverføring

Energiproduksjonen og energieffektiviteten i en varmepumpe er helt avhengig av hvordan systemløsningen utfører varmeoverføring. Først og fremst gjelder dette for den viktigste fasen, selve kondenseringen, hvor varmeoverføringen fra varm kjølegass til vann skjer. Det er bare i denne fasen at selve energiproduksjonen i varmepumpen finner sted. All energi som kompressoren produserer i form av varm kjølegass flyttes over til vann og energien føres videre til andre faser i systemløsningen. Etter at kondenseringen (den første varmeoverføringen) er utført vil enhver videre varmeoverføring som finner sted kun representere et energitap (varmetap). Slike energitap vil ikke kunne erstattes med energi fra energiproduksjonen i selve varmepumpen, men kun tilføres fra andre energikilder, f.eks. elektriske varmekolber.

Under utvikling av PSHI™ ble dette en viktig del av prosjektet. Å definere en systemløsning som unngår unødvendige energitap gjennom å begrense antall varmeoverføringer, aller helst bare én. Målsetningen har vært å  ivareta all energi som kondenseringen produserer, og tilføre maksimalt med energi til selve energitanken i systemet.

Split_pshi.png

Ved bruk av PSHI™ har vi introdusert en systemløsning som utelukker tap av energi gjennom unødige varmeoverføringer. Antall varmeoverføringer er redusert til bare én, og det er selve kondenseringen. Den finner sted i en kondensator coil (spiral varmeveksler) og som også representerer selve energiproduksjonen i varmepumpen. Den varme kjølegassen tilføres direkte inn i selve energitanken innendørs.  Alle andre faser med varmeoverføring er gjort overflødig og bruk av platevarmevekslere og "flow switch" er fullstendig eliminert. Antall vannpumper er også redusert til bare én. Teknologien og systemløsningen er like enkel som den er genial, og yter ekstrem energieffektivitet. Systemløsningen og PSHI™ bidrar også til andre kundefordeler og en bedre utnyttelse av hele energiproduksjonen som kjøleprosessen i en varmepumpe avgir.

I Norge ble inverterstyrte kompressorløsninger populære å bruke i luft til vann varmepumper rundt år 2000, altså for ca 20 år siden. I starten var den mest aktuelle systemløsningen basert på en "Split" konfigurasjon. Dvs en inverterstyrt kompressor i utedelen, med kondensering og varmeoverføring i to separate faser innendørs. I første fase blir varm kjølegass ført innendørs via isolerte rør hvor kondenseringen og energiproduksjonen finner sted. Varmen fra kjølegassen overføres så til vann i en kondensator (varmeveksler). I fase to blir det varme vannet tilført selve energitanken gjennom en spiral varmeveksler (coil), og nok en varmeoverføring finner sted, denne gang vann til vann. Systemløsningen krever minst 2 vannpumper for å sikre nødvendig vannsirkulasjon. Denne løsningen som ble lansert for ca 20 år siden er fortsatt like aktuell fra de fleste produsenter når de refererer til en "Split" løsning:

split.png

I de senere år har "Monoblock" løsninger blitt lansert. I en "monoblock" systemløsning er den kjøletekniske løsningen og styring av denne innebygd i selve utedelen. Det betyr også at kondenseringen (varmeoverføringen fra kjølegass til vann) også finner sted i selve utedelen. Fordelen med denne løsningen er at den ikke krever kjøleteknisk installasjon. Utedelen trenger bare tilkobling av vann, og dette åpner for en bredere distribusjon og selges derfor også av rørleggere som ikke har kjøleteknisk sertifisering (F-Gass). Men, hva gjelder energieffektivitet er denne systemløsningen ingen innovasjon, heller tvert om. For oppvarming av varmt tappevann utfører systemløsningen hele 3 faser av varmeoverføring, og et stort påført energitap (varmetap).  Utviklingen går i feil retning, og energieffektiviteten utnyttes ikke i tråd med hva som bør kunne forventes.

Ettersom vann sirkulerer i og gjennom utedelen må løsningen i tillegg tilsettes frostveske (glykol) for å utelukke potensielle frostskader i anlegget. Dette reduserer vannets egenskaper for varmeopptak med 20% og påfører løsningen ytterligere reduksjon av energieffektivitet.

monoblock.png

Uten bruk av platevarmeveksler åpner teknologien for å utnytte mer og absolutt hele energiproduksjonen som en varmepumpe avgir.
 

Resultatet er markedets eneste luft til vann varmepumpe som yter 100%,

kun tilført energi fra energiproduksjonen

i selve varmepumpesystemet.

Helt uten tilskudd fra andre energikilder, f.eks. elektriske varmekolber.

TorNM.JPG

"Den eneste dokumentasjonen som betyr noe er også enkel å forstå. Strømregningen forteller alt, både før og etter at varmepumpen er kommet i hus".

Tor Nordli-Mathisen, Polar Energi AS, Hamnvik

Formålet med en luft til vann varmepumpe er selvsagt å bedre energieffektiviteten der den installeres. Varmepumpen skal etablere et bedre inneklima i kombinasjon med kraftig reduserte driftskostnader, spesielt på kalde dager når du trenger den som mest. En moderne luft til vann varmepumpe bør også kunne dekke følgende to primærfunksjoner:

Vannbåren varme

Varmt tappevann

De fleste produsenter tilbyr varmepumper som ivaretar begge disse funksjonene, men de unngår å forklare hvordan systemet egentlig fungerer. En moderne, fremtidsrettet og miljøvennlig varmepumpe bør kunne fungere optimalt kun tilført energi fra selve varmepumpesystemet, og helt uten tilskudd av andre energikilder som f.eks. elektriske varmekolber. Gitt denne forutsetningen klarer en tradisjonell varmepumpeløsning å varme vannet i energitanken til maksimum 55°C. Men, den tradisjonelle systemløsningen klarer ikke å kombinere oppvarming av begge ovennevnte funksjoner samtidig på en energieffektiv måte.

Når det f.eks. forbrukes varmt tappevann allokerer systemet 100% av energiproduksjonen i varmepumpe-systemet kun til å kompensere for energitapet som forbruket av denne ene funksjonen forårsaker. Det samme gjelder for oppvarming av vannbåren varme. Energiproduksjonen i varmepumpesystemet klarer kun å tilføre energi til den funksjonen som er i bruk. For å opprettholde energitilførsel også til den funksjonen som ikke er i bruk, gir systemet tilskudd til dette fra andre energikilder, f.eks. elektriske varmekolber.

Resultatet er naturlig nok dårlig energieffektivitet og unødig mye høyere strømforbruk enn det som bør kunne forventes av en moderne og fremtidsrettet varmepumpe. Dette omfatter også alle systemløsninger som i dag leveres fra de største og mest kjente aktørene i markedet.

Med PSHI™ tilfører vi energi til begge funksjoner samtidig, uavhengig av om en eller begge funksjoner er i bruk.

AVRIMING - DEFROSTING

Alle varmepumper starter en avriming syklus når temperaturen synker ned mot 0°C eller lavere. Avrimingen er et stort energitap og alt annet enn energieffektiv. Oppvarming i energitanken stopper helt opp, og systemet reverserer normal drift. Energi ledes ut fra energitanken, og varmen føres ut til fordamperen på utedelen for å holde denne fri for is. Mens denne syklusen pågår tilføres energitanken tilskudd av energi fra elektriske varmekolber for å opprettholde energinivået i energitanken. Energieffektiviten reduseres kraftig under hele avriming syklusen.

Avriming vil starte ca hvert 40 minutt, og vare ca 6 minutter fra start til slutt. På et døgn betyr dette at varmepumpen er i avriming syklus hele 3 timer og 10 minutter. På en måned utgjør dette hele 96,1 timer eller 4 døgn sammenhengende.

I en periode på 5 mnd med en kjølig værtype vil altså en tradisjonell varmepumpe gjennomføre avriming over en tid som representerer 20 døgn sammenhengende. Altså, 20 døgn med kun elektrisk strømforbruk fra store varmekolber.

 Med PSHI™ utfører vi avriming minst 7 ganger raskere og mer effektivt enn det som er mulig med tradisjonelle systemløsninger

AVRIMING MED PSHI™

Uten platevarmeveksler i systemløsningen åpner PSHI™ for å utnytte "Super Heating" også til en langt mer effektiv og raskere avriming. Selv om avriming starter hvert 40 minutt, så varer syklusen fra 45 sekunder fra start til slutt. Ved kun å utnytte energien fra "Super Heating" prosessen til avrimingen tilføres energien til fordamperen i utedelen mye raskere og mer effektivt. Energinivået i energitanken forblir uberørt under avrimingen.

Med 45 sekunder for hver avriming er varmepumpen i avriming modus kun 26 minutter på et døgn. På en måned utgjør dette 13,7 timer eller 0,57 døgn sammenhengende.

 

På 5 måneder med en kjølig værtype vil våre varmepumper være i avriming over en periode på bare 2,85 døgn. Det utgjør bare 14% av tiden som medgår til avriming med tradisjonelle systemløsninger.

Over en periode på 5 måneder med en kjølig værtype vil altså en tradisjonell varmepumpeløsning være i aktiv avriming mer enn 17 døgn lenger enn med PSHI™. Eller sagt på en annen måte, mer enn 17 døgn sammenhengende helt uten energieffektivitet. Kun tilskudd fra elektriske varmekolber. 

Litt avhengig av bygningsmasse, men forskjellen er uansett mange, mange tusenlapper i året!