Värmepumpens funktion i minusgrader

Du ska få lära dig hur kylan faktiskt kan få vätska att koka och värma upp hela huset. Välkomna till PodThis och Learn With Me med Erik och Astrid.

Jag förstår att det känns märkligt. Men det handlar om att förstå vad värme egentligen är för något. Hela den här tekniken upptäcktes faktiskt genom en slump i slutet av nittonhundrafyrtiotalet. Det var en amerikan som hette Robert C. Webber som berättade om det här senare. Han brände handen på ett varmt rör på baksidan av sin frysbox. Det fick honom att inse att maskinen flyttade energi från insidan till utsidan.

Det är en vanlig missuppfattning. Men i fysikens värld finns det värmeenergi i all luft ända ner till den absoluta nollpunkten på ungefär minus tvåhundrasjuttiotre grader. Hemligheten i systemet är en vätska som kallas köldmedium. Den här vätskan har en extremt låg kokpunkt på hela fyrtio minusgrader.

Precis så. Tänk dig att vi häller ut den här vätskan i snön en dag när det är tjugo minusgrader. Då är den luften i själva verket brännhet för vätskan. Den börjar koka och förvandlas till ånga direkt, på samma sätt som vatten kokar på en spis. Vad tror du händer med energin i luften när den här vätskan kokar och blir till gas?

Det stämmer precis. Det är den energin vi sedan koncentrerar och flyttar in i huset. Det är därför vi får en så stor energivinst. Ett vanligt elelement ger bara en kilowattimme värme för varje kilowattimme el. En värmepump däremot kan ge mellan tre och fem kilowattimmar värme tillbaka. Du kan se köldmediet som en sorts termisk svamp som suger upp osynlig värme ur den kalla luften. Men liknelsen med svampen slutar fungera när vi pratar om tryck. En svamp blir ju inte varmare bara för att man trycker ihop den. Men det blir gasen i pumpen när den pressas samman.

Precis så är det. Men om maskinen suger åt sig all den här kalla luften mitt i vintern, varför fryser inte hela utomhusdelen till ett enda stort isblock?

Värmepumpen måste kunna hantera isbildning helt på egen hand för att fungera i vårt klimat. Vad tror du händer med utomhusdelen när snön faller och det är fuktigt ute?

Det är en vanlig tanke när man ser det där molnet, men det är faktiskt precis tvärtom. Det du såg var maskinens sätt att rädda sig själv genom en så kallad avfrostningscykel. När fuktig luft fryser till rimfrost på de tunna metallamellerna blockeras det livsviktiga luftflödet. Då vänder pumpen helt enkelt på processen en kort stund för att skicka ut värme och smälta isen. Ångan som ser ut som rök är alltså bara vatten som förångas när isen smälter.

Det är en bra beskrivning. För att göra hela systemet mer effektivt använder man dessutom något som kallas inverterteknik. Det innebär att kompressorn ändrar sin hastighet steglöst istället för att bara slå av och på med full kraft hela tiden. Det minskar energiförbrukningen med upp till trettio procent. Ibland kan det bli ännu mer under de allra bästa förhållandena. Hur tror du att maskinen reagerar om temperaturen sjunker till extremnivåer, som trettio minusgrader?

Nej, det finns en fysisk gräns. De modeller som är specialbyggda för vårt nordiska klimat har oftast en driftsgräns på mellan tjugofem och trettio minusgrader innan de till slut ger upp. Det är lite som en idrottare som kan springa i motvind. Så länge det finns lite syre kvar kan de fortsätta, men när stormen blir för hård tar krafterna slut. Liknelsen haltar lite eftersom en idrottare blir trött av ansträngning, medan värmepumpen helt enkelt får slut på värmeenergi att hämta i luften utanför.

Det stämmer alldeles utmärkt. Tack för att du har lyssnat.

Det stämmer precis. Pumpen flyttar bara värmeenergi i stället för att tillverka den. Gå ut och titta på din värmepump en riktigt kall dag. Då kan du se ångan när den frostar av sig själv. Fortsätt att vara nyfiken. Tack för att du har lyssnat på PodThis.