Sammenfatning og konklusioner, Miljøstyrelsen

CO₂ som kølemiddel i varmepumper

Sammenfatning og konklusioner

Nærværende projektrapport beskriver design, opbygning og test af prototype varmepumpe med CO₂ som kølemiddel. Projektet er anden hovedfase i et projekt opstartet i 2000 med tilten "CO₂ som kølemiddel i varmepumper". I første hovedfase blev det vist at der i dag findes komponenter på markedet til transkritiske CO₂ processer. Udbuddet er dog ikke voldsomt – men som det ses af nærværende rapport er det trods alt muligt at designe, opbygge og teste et prototypesystem, som lever op til de forventninger, der kan stilles til CO₂ varmepumpeanlæg.

Varmepumpen, der er opbygget i projektet, er en brugsvandsvarmepumpe, der er beregnet for opvarmning af brugsvand til husholdningsbrug. Varmepumper af denne type indeholder typisk HFC-134a, som er en såkaldt drivhusgas. Grundet pres fra myndigheder og visse kundegrupper er fokus i branchen rettet mod at finde alternativer til HFC’erne. Det mest nærliggende alternativ er uden tvivl CO₂, der har fremragende egenskaber som kølemiddel i varmepumper og specielt i brugsvandsvarmepumper, hvor kravet til høje temperaturer er til stede.

Projektet har vist, at visse komponenter er relativt svære at skaffe til transkritiske CO₂ systemer, specielt små kompressorer til brugsvandsvarmepumper har vist sig praktisk talt umulige at skaffe. Derfor er der i projektet anvendt en semihermetisk stempelkommpressor, som har en væsentlig højere ydelse end nødvendigt. Kompressoren (motoren) er derfor blevet forsynet med en frekvensomformer, der gør det muligt at reducere kompressorens ydelse. Men trods dette er kompressorens ydelse stadig en del højere end ønskeligt, og der er derfor foretaget visse korrektioner i analysen af måledata.

Af andre komponenter, som det har været svært at skaffe, kan nævnes ventilerne. I projektet er anvendt to ventiler, én ventil, der regulerer trykket i gaskøleren (højttryks ventil) og én der virker som drøvleorgan. Begge de anvendte ventiler vurderes ikke på nuværende tidspunkt som værende kommercielt konkurrencedygtige.

Der er i projektet desuden udviklet en ny styring til brugsvandsvarmepumper med CO₂ som kølemiddel. Styringen indeholder bl.a. optimal styring af gaskølertryk (højttrykket), som er nødvendig, hvis der skal opnås en optimal regulering af kølemiddelsystemet og kunne opnås de virkningsgrader, der er forventet.

I projektet er der gennemført en række test af den opbyggede prototype. Af disse tests kan bl.a. nævnes tests vedr. kølemiddelfyldning, tests af ventiler etc. samt naturligvis de dele af EN255-3 testen, der er gennemført. EN255-3 er den prøvningsstandard, der anvendes, når brugsvandsvarmepumpers ydelse og effektivitet skal fastlægges.

Testene viser alle, at såfremt der kompenseres for forhold som bl.a. den alt for store kompressor, er CO₂ som forventet væsentligt bedre end R134a – det skal dog bemærkes at kun dele af EN255-3 testen er gennemført.