Miljøprojekt, 1074 – Kombineret brugsvands- og rumvarmepumpe med CO2 som kølemiddel

Kombineret brugsvands- og rumvarmepumpe med CO₂ som kølemiddel

1 Indledning

I forbindelse med udfasning af HFC'erne og indførelsen af eksempelvis CO₂som kølemiddel er der gennemført en række aktiviteter bl.a. gennem Miljøstyrelsens Renere Produktprogram. En af disse aktiviteter var gennemførelsen af projektet "CO₂som kølemiddel i varmepumper" (J.nr.: M126-0213) - et projekt, der indeholdt to hovedfaser, hvoraf den første omhandlede et indledende studie af CO₂ som kølemiddel i varmepumper, mens anden hovedfase omhandlede opbygning og test af prototype. Projektet viste yderst fine resultater og bevirkede, at andre lignende tiltag inden for andre grene af varmepumpebranchen kunne iværksættes. Bl.a. blev der i foråret 2003 igangsat et projekt med støtte fra Miljøstyrelsen, der bl.a. skulle vise, at CO₂kan anvendes i forbindelse med tørreprocesser - i dette tilfælde i en varmepumpe i en tørretumbler (J.nr.: M126-0796). Dette projekt er koncentreret om anlæg med en noget større ydelse, end hvad der kræves i varmepumper til boligopvarmning.

Førstnævnte projekt "CO₂som kølemiddel i varmepumper" viste, at opbygning af prototyper til laboratorietest kunne lade sig gøre, men grundet mangel på den rigtige størrelse kompressor var det nødvendigt at anvende en stor kompressor med for stor ydelse og så kapacitetsregulere denne ved hjælp af en frekvensomformer. Hermed blev der indført en række systemtab, som havde stor betydning for de opnåede resultater (der blev dog korrigeret for disse tab i forbindelse med analyse af testresultaterne). At det ikke var muligt at skaffe den "rigtige" kompressor, og at det samtidig var nødvendigt at foretage andre tilsvarende tilnærmelser (bl.a. omkring ekspansionsventil), havde dog stor betydning for resultaternes troværdighed i branchen, forstået således, at nok så det hele meget lovende ud, men hvorledes skulle branchen komme videre uden de helt rigtige komponenter?

Svaret på dette spørgsmål er nærliggende – de rigtige komponenter skal naturligvis være tilgængelige på markedet, og derefter kan resultaterne fra projektet anvendes i virksomhedernes udviklingsarbejde. Danfoss har netop introduceret den første hermetiske CO₂-kompressor på markedet, og denne leveres i dag sammen med en højtryksventil. Der er dog stadig en del uafklarede spørgsmål, som ønskes besvaret ved gennemførelse af dette projekt, herunder spørgsmål vedr. drøvling (ekspansionsorgan), simpel styring af anlæggets kapacitet samt forenklet systemdesign, der kan anvendes bredt i flere applikationer.

CO₂er et fremragende kølemiddel i varmepumper. Beregninger viser, at CO₂i visse driftssituationer er op til 50% bedre end R134a. Dette er specielt i situationer, hvor der kræves en høj fremløbstemperatur fra varmepumpen, mens der ved lavere temperaturer ikke er en tilsvarende gevinst ved anvendelse af CO₂frem for R134a.

Nærværende projekt omhandler et kombineret brugsvands- og rumvarmesystem, som skønnes at være en applikation, der bredt "rammer" branchens behov, da der i denne anlægstype er driftsprofiler, der er utrolig varierende, og dermed kan udviklingsarbejdet dække en bred del af køle- og varmepumpebranchens behov.