Varmekilder

Valg av varmekilde for varmepumpen er helt avgjørende for utforming og driftsresultat av varmepumpesystemet. Det er til dels stor forskjell i ”kvaliteten” på de ulike varmekildene.

Det er mange ulike varmekilder som kan benyttes for varmekilder. Det er en fordel hvis varmekilden holder en jevn temperatur gjennom året og hvis denne har en så høy temperatur som mulig. Det er også en fordel hvis varmekilden har en så høy temperatur som mulig. Tilgengelighet og pris er også viktige kriterier ved valg av varmekilde. Generelt vil det være gunstig for en varmepumpe med en varmekilde som har en mest mulig jevn temperatur gjennom året og et så lite løft i temperatur som mulig mellom varmeopptakssystem og varmedistribusjonssystem.

Generelle krav til varmekilden er:

• Varmekilden bør ligge så nær varmepumpen som mulig
• Varmekilden bør ha en så stabil temperatur som mulig
• Varmekilden må være tilgjengelig og med tilfredsstillende høy temperatur gjennom en så stor del av fyringssesongen som mulig
• Varmekilden bør være minst mulig korrosiv og forurenset
• Varmekilden bør ikke gi frost eller rimproblemer

Uteluft 

Varmekilden med størst tilgjengelighet er uteluft. Derfor er dette også den varmekilden som flest varmepumper benytter. Ulempen er først og fremst at temperaturen avtar med økende oppvarmingsbehov. Luft har lav varmekapasitet og tetthet, og krever en stor luftstrøm ved varmeuttak. Under nedkjøling vil fuktighet i luften felles ut, og vil fryse på selve kjøleflaten i form av is og rim. For å fjerne is/rim må det utformes at avrimingssystem og dette vil redusere effekten av varmepumpen noe.

Bergvarme

Ved bergvarme kjøles fjellmassivet rundt borehullene ned om vinteren, og det varmes opp igjen om sommeren ved varmetilførsel fra omkringliggende fjellmasser og vannårer. Varmeuttak vil variere avhengig av bergart og oppsprekning i fjell. Effektuttak vil ofte ligge mellom 20-80 Watt pr. meter, og energiuttak på 200-300kW pr. meter. Ved tilførsel av varme på sommeren gjennom kjøling vil uttaket kunne være høyere, og hele systemet vil bidra til større energisparing for byggeier.

Sjøvann

Langs store deler av kysten vår finnes sjøvann med relativt høye og ganske stabile temperaturer gjennom heleåret. Temperaturen i overflatevannet kan svinge relativt mye, men kommer man ned på dyp større enn 30-50 meter, svinger temperaturen lite gjennom vinterhalvåret. Data for sjøvannstemperatur er relativt godt kartlagt langs hele kysten vår.
 

Jordvarme

Ved bruk av jordvarme utnytter man varmeenergi som er opplagret i det øvre jordlaget om sommeren. Man benytter da indirekte varmeopptak på samme måte som ved bergvarme, men kollektoren graves ned i jorden i passende dyp(0,5 – 1,0 m) og med passende avstand (1,5 – 2,0 meter). Gjennom kollektoren pumpes en lake eller kuldebærer som opptar varme fra jordsmonnet. Det vil fryse is rundt kollektorslangen, og det vesentligste av varmeuttaket er fra frysevarme. Fuktig grunn gir derfor mulighet for uttak av større varmemengde pr. volum masse enn tørr grunn. 

Ferskvann og elvevann

I mange elver og innsjøen er det svært lave temperaturer vinterstid. For større og dype innsjøen vil det være mulig å hente ut vann med temperaturer på rundt 4 grader store deler av fyringssesongen. Der man er redd for at vannet skal fryse kan man benytte en løsning med kollektorslange for varmeopptak.

Grunnvann

Grunnvann hentes opp fra vannførende løsavsetninger eller fra oppsprukkede fjellmassiver. Det er ofte usikkerhet rundt hvor mye grunnvann som er tilgjengelig, og rike grunnvannskilder finnes gjerne i store grunnvannsbassenger og nær elveleier og belter. Grunnvann er generelt en god varmekilde. Ved større dyp enn 10-15 meter er temperaturen nær uavhengig av årstiden. Vanlige temperaturer i Norge er mellom 4 og 9 grader. Uttak av varme er avhengig av vannemengde som kan pumpes opp fra brønnen og vanntemperatur. Det er viktig å undersøke vannkvalitet før man bestemmer seg for å benytte denne varmekilden. Forekomst av forurensninger som jern og mangan vil kan føre til skade på fordamper og driftstand for anlegget. Grunnvannet er som regel tilstrekkelig kaldt til at det også kan nyttes direkte til kjøling av ventilasjonsluft. 

Ventilasjonsluft – Avtrekksluft 

Avtrekksluften i ventilasjonsanlegget holder jevn og høy temperatur gjennom hele fyringssesongen. Slik sett er den interessant som varmekilde for en luftbasert varmepumpe. Dersom man har et balansert ventilasjonsanlegg må varmepumpen enten fungere utelukkende som en noe mer effektiv varmegjenvinner eller tilpasse andre anvendelser i forhold til overskuddsvarme etter en gjenvinner. Fordelen med å erstatte en varmegjenvinner med varmepumpe er at denne også kan benyttes til kjøling. Hvis man sommertid også kan utnytte overskuddsvarme til eksempelvis oppvarming av tappevann kan dette være en svært lønnsom investering.

Spillvarme/kloakk  

Spillvarme fra industri kan være en godt egnet varmekilde for en varmepumpe. Temperaturnivået man ofte finner i spillvarmeutslipp er i området 25 – 50 grader både i luft og vann. Det kan være noe variasjon av utslipp både gjennom døgnet og året. I noen tilfeler må man benytte varmevekslere eller rensing fordi utslippet skjer via et medium som inneholder partikler og annen forurensing. Der forholdene ligger til rette for det, kan varmepumper med spillvarme som varmekilde være meget lønnsomt.

Avløpsvann

Avløpsvann utnyttes som varmekilde til varmepumper. Både temperatur og vannstrøm varierer en del over året. Urenset avløpsvann i offentlig avløpsnett krever spesielle løsninger og gode driftsrutiner på varmeopptakssiden for å unngå groing.