Spara pengar genom att använda frysen som värmepump?

Värmepump fungerar på samma sätt som en kyl/frys/portabel AC - bara att den är mycket större och mer optimerad för aktuella temperaturdiffar. småkompressorer i vitvaror har också lägre isentropisk verkningsgrad (runt 0.5-0.55) än större kompressorer i värmepumpar som kanske ligger runt 0.7 och det påverkar den totala COP väldigt mycket.

Det där med COP handlar också om från vilken punkt man mäter - är det vid elmätaren så, ja, 1 kWh in ger 3 kWh värme ut för COP 3 - sätter man mätpunkten i hur mycket värme reaktorstaven avger i ett kärnkraftverk där 3 delar in i värme ger 1 del ut i elström, och resten spolas ut i Östersjön, distrubitionsförluster till brukaren etc. så lär man knappast komma över COP 1 räknat från ax till limpa.

(samma orsak varför elbilar inte blir bättre än fossilbränslebilar när man räkna energimängder in inmatad värme i början av processen (kraftverket) och vad som man får ut i slutändan på hjulaxeln när man rullar till jobbet)

ett till problem är att få bort värmen från frysen till där man vill ha den i huset. jag har tex min frys i ett kallt pannrum, tjänar inget på att den står där och värmer upp omgivningen. dessutom för låg effekt för att värma effektivt och allt bök med att släpa vatten och is hela tiden.

vill man spara pengar kan man sätta på sig en tröja och ställa ned graderna ett par hack...som bonus är att man slipper släpa runt is och vatten

Känner att jag vill förtydliga lite här. COP är en mätning på hur mycket värmeenergi som genereras per tillförd elenergi. Detta är inte det samma som verkningsgrad då den tillförda värmeenergin inte är medräknad i värmepumpens COP. Det betyder att även om COP-värdet på en värmepump är högre än 1,0 så är verkningsgrad inte över 100%. Äpplen med päron.

Elbilar blir inte bättre än den tillverkade elen, sant. Men sett rent ur verkningsgradsperspektiv i Sverige så har elbilar högre total verkningsgrad än förbränningsmotorer. Om vi för enkelhetens skull antar att Sveriges elförbrukning är 50/50 vattenkraft/kärnkraft där vattenkraften har ~85% verkningsgrad och kärnkraften ~35% så blir den producerade elens verkningsgrad (0,85+0,35)/2=0,6. Och en elmotor har ~85% verkningsgrad, vilket ger en total verkningsgrad på 0,6*0,85=0,51, eller 51%. Det är ganska mycket högre än den genomsnittliga förbränningsmotorn. Denna siffra är dock lägre i större delen av världen.

där håller jag inte med om

COP = Coefficient of performance - en kvot på hur mycket nyttig värme eller kyla man får på önskad plats av en viss mängd insatt energi - och är alltså olika om sidan som anses nyttig blir kall eller varm...

Värme-COP är kvoten mellan inmatad energi och hur mycket nyttig värmemängd vid önskat temperatur som kommer ut i andra sidan - matar du in 1 KW och får ut 3 kW i värme så är 3/1 -> COP = 3 - då som värme-COP

kyl-COP så är det som du skriver att matar man in 1 kW i elström och 2 kW kyla produceras vid önskad temperatur i tex. kylutrymmet (och man har 1 + 2 kW i avgiven värme på kondensorsidan) så har man 2/1 -> COP = 2 - då som kyl-COP

Tyvärr så gör många missar på att det är skillnad på 'kyl'-COP och 'värme'-COP och det är heller inte klart åtskild med egen benämning då inom kylbranchen pratar man alltid i 'kyl'-COP och alla är underförstådda med det och värmepumpssidan pratar man om 'värme'-COP och alla är underförstådda med det...

kyl-COP är alltid 1 enhet mindre än värme-COP och när man läser databladen så måste man försäkra sig vilken som avses, särskilt i maskiner som både kan kyla och värma och är man osäker så får man själv räkna på angivna ineffekter respektive uteffekter både i värmeläge och kylläge.

Det är lätt att gå vilse i definitionerna - särskilt när det är oklart skrivet eller att det finns underförstådda delar i dem som inte delas lika av alla.

Verkningsgrad är helt riktigt något annat och i värmepumpar och kylmaskiner så pratar man om isentropisk verkningsgrad.

Dvs. hur stor del av den inmatade effekten går oavkortat till för pumparbetet och därmed matar termodynamiska processen.

Och så mycket annat - det är storleken som gäller, ju större, ju bättre och har kopplingen att ytan växer i kvadrat medans volymen växer i kubik - i pumpsammanhang betyder att när man ökar i kubik i slagvolym medans friktionsytorna och läckor 'bara' ökar kvadratisk när man förstorar en pump vilket gör att andelen 'läckt' gas blir mindre per pumpad volym ju större pumpvolymerna är.

En kylskåpkompressor har en isentropisk verkningsgrad runt 0.45 - 0.55 just för att den är så liten - dvs. ungefär hälften av inmatad eleffekt görs om direkt till värme utan att delta i kyl/värmepumpsjobbet pga. resistans i lindningar, järnförluster, viskösa förluster i oljor och gasflöden, friktion och läckage av gas efter kolv/cylindersidorna.

Större kompressor i en värmepump så kanske man ligger runt 0.7 och större industriella anläggningar med stora kompressorer kan man ligga runt 0.8

---

En sak att tänka på rent historiskt när man gick ifrån R12 och R134a till att istället använda isobutan (R600a) köldmedel trots våldsamma försök att förhindra det av köldmedelsföretagen, var det faktiskt Greenpeace som var pionjärer i samband med murens fall köpte en konkursfärdig vitvarutillverkare i Östtyskland och sket i reglerna som köldmedelsbolagen med FUD lyckats sälja in ända till lagstiftande nivå i många länder. Och där upptäckte att med R600a (isobutan) så fungerade det bättre än någonsin - förbättringen var mer än vad som teoretiskt (med dom modellerna man hade) kunde förklaras. Givetvis var det massor av kvalitetsbekymmer med kompressorer som skar, torkmedel som där limmet som höll ihop kulorna lossnade och fungerade som slipmedel i kretsen och proppade igen kapillärer - för allt i komponenter var byggda för R12/R134a (övergång till det sistnämnda gav också väldigt mycket problem och många kompressorer byttes i det tysta på delvis bekostnad av köldmedelstillverkare allt för att R134a inte skulle framstå som dåligt alternativ) och man sålde till sina egna medlemmar i första hand och de teg och led trots att grejorna hade problem - men man lärde sig också!!

Effektivitetsökningen var så markant (i avseende lägre energiförbrukning) att det inte lämnade någon ro hos det stora vitvarutillverkarna att de också hoppade på tågen med R600a som köldmedel och snart såg vi tävlan i att nå A, A+ A++ i energideklarationerna och och kyl och frys med R134a drog snart sin sista suck då de var inte ens i närheten i effektivitet i jämförelse med maskiner fyllda med Isobutan i effektivitet (typ C och D i energideklarationen) då köparna visade vad som var viktigt.

Nu med köldmedelsdirektiv och växthusgaserna och man räkna ton och staffbeskattar så har man definitiv knäckt köldmedelsbolagens grepp och kontroll om köldmedelshandeln, men det tog många år. Ni som har köpt en portabel AC i somras har med stor sannolikhet en sådan fylld med R290 (propan) och ni som inte fått den varianten utan med R407C/R410A så är det hyllvärmare ni har köpt...

Det har spekulerats varför steget var så stor och mer än när man räknat på köldmedlen själva termodynamiskt.

En förklaring är att man underskattat läckaget i kolv/cylinder i kompressorn då en sådan läckage är väldigt dyr i avseende effektivitet. Kort sagt med R600a så var trycken i systemen mycket lägre än med R134a/R12 och därmed lägre densitet i gasen som läckte mellan låg och högtrycksidan efter cylinderväggarna när kompressorn arbetar och det var den biten man missade och inte förstod varför effektivitetsökningen var mer än vad som kunde förklaras med termodynamik av använda köldmedelsgaser.

Detta med läckage i kompressorn är också en orsak till varför CO2-värmepumpar inte har fått någon genomslag - dels betydligt mindre effektiv köldmedier som sådan (= högre driftkostnad hos köparen) och kompressorn som i enstegsversion läcker upp till 30% av sin pumpade massa-mängd pga. väldigt hög systemtryck och därmed hög densitet (70 Bar och högre) - med tvåstegs-kompressor fick ned det till ca 10% med ökad friktions som kostnad men med CO2 lägre effektivitet totalt gjorde det ändå svårt att räkna hem i konkurrens med traditionella R410/R32 system som finns idag - och tendera att gå sönder mer ofta än andra lösningar...

Även system med R410A/R32 är inte speciellt bra heller typ 9-10% massamässig i läckage på den pumpade gasmängden (som också kan minskas med fler steg, vilket man ofta gör med R32-maskiner, men av andra skäl - som för het gas om man gör enstegskompression, men då kostar mer friktion). Högtrycksystemen som säljs idag är tillverkaroptimerade för så så smala rör och liten materialkostnad som möjligt etc. men inte driftsoptimerade för den som sedan skall betala elströmmen under många år framöver.

I det avseende så är maskiner med propan/R22 tryck bättre (men kräver grövre rör och därmed mer material) och det finns anledning varför stor del av världen har använt R22 som köldmedel då det är en mycket bra köldmedel i komfortkylafunktion - en av de bästa faktiskt för tryckområdet - men inte bra för Ozonlagret. Idag kan man med lite extra värmeväxlare få lika effektiv lösning med Propan (R290), men det har köldmedelsindustrin försökt förhindra med näbbar ock klor under alla år sedan 1940-talet med hänvisning till brandfaran

Brandfaran skall förvisso inte underskattas men sådant går att konstruera bort så att risken är acceptabel och det viktigaste är att få ned mängderna som snurrar i anläggningen - under många år fanns det ingen intresse att bygga med så lite köldmedel som möjligt och inte eller att bygga det tätt - köldmedelsindustrin ville ju sälja köldmedel hela tiden och såg gärna stora laddningar i maskinerna - helst tonvis för större anläggningar som butiks-kyla och promotade byggsätt som gjorde att det i stort sett var omöjligt att bygga helt tätt om man tittar på anslutningar etc.

(det ironiska idag är att dagens maskiner måste byggas på samma sätt oavsett propan/etan eller R32, HFO1234yf, HFO1234ez, R152 mfl. då alla dessa räknas som brandfarlig gas då icke brandfarlig gas automatisk har hög till mycket hög GWP-värde och är idag på listan att helt förbjudas och till dess CO2-utsläppshandlas och straffbeskattas)

Kompressor med propantryck i anläggningen för komfortkyla så kanske man har läckage på 4.7% av den pumpade massan och det är inte mycket lägre på maskiner med R134a/R12 (~3%) i vitvaror då tryckdifferensen är större i kyl/frys än en AC-anläggning.

När man gick över till R600a i vitvaror så gick läckaget i kompressorarbetet under 0.6% och det är en av orsakerna varför det blev bättre än beräknat rent termodynamiskt när man gick ifrån R12/R134a till R600a. Men kompressorn måste ha större slagvolym med R600a då gasen är tunnare men trots det ger det ändå en betydande vinst gentemot att använda R12/R134a som köldmedel i köldkretsen och i början innan det här slog igenom på bred front när Greenpeace började experimentera och sälja till sina medlemmar, fick man använda fryskompressorer för kylskåp med R600a då det fanns ingen infrastruktur, hårt avråddes ifrån hos och ren motvilja hos kompressortillverkare i att hantera R600a att man i princip tvingades köpa fabrikerna som byggde kompressorerna för att få sin vilja igenom...

Kort sagt kylindustrin var bekväm med det de hade och ville inte förändra sig - lite av skyddad verkstad har det allt varit under många år och dålig insyn utifrån.

---

Texten ovanstående kan ha lite minnesfel ang. exakta procentsatserna på de olika effektiviteterna då det var typ 5 år sedan jag läste rapporten från Toshiba som gjorde djupanalys i forskningsrapportform på detta med beräknings-kedjor, uppmätta praktikfall med diagram (ni skulle bara veta hur mycket gas studsar fram och tillbaka i rören av tryckpulserna och gasens viskositet där drar också ned effektiviteten då det blir värme och inte nyttig effekt för termodynamiska arbetet, gaspulserna som ringer fram och tillbaka kan kosta > 5% i isentropisk verkningsgrad bara där) då de egentligen utan att skriva klart ut ville promota CO2-maskiner och hur mycket bättre just deras kompressor var gentemot konkurrenterna för just CO2 och också jämförde med andra använda lösningar med R410A, R22 och R134a

Den rapporten var ögonöppnare i hur mycket kompressorer faktiskt läckte och där mekaniska spelet är helt avgörande samt smörjmedel som tätning knappt räknades alls (köldmedlet löste sig i oljan och vandrade ned ändå utan att bromsa speciellt mycket) utan det som gällde var spelet, hur stor area i tätytor, temperatur och ljudets hastighet på använda gasen och det viktigaste som påverkar i hur mycket massa gas som läcker mellan hög och lågtryck på pumpen - gasens densitet, vilket gör att det straffar automatiskt verkninsgradsmässigt till det sämre med ju högre systemtryck man använde och ju mer tryckdiff mellan hög och lågsida och vid CO2-tryck var närmast fatalt om man bara kopierade tidigare lösning och dyrt att bygga för förbättra det hela till acceptabel form.