En varmepumpe, der helt sikkert passer i din kælder
Heim AG har lanceret sin første indendørs luft-til-vand varmepumpe til enfamiliehuse ved brug af det ikke-fluorerede kølemiddel propan. Selvom det er ekstremt klimavenligt, er det også brandfarligt. RadiPac C sikrer, at driften er sikker og effektiv.
Strengt taget har propan kun fordele i forhold til syntetiske kølemidler – Jonathan Frei, udvikler hos Heim AG, er overbevist om dette. Og det burde han vide. Varmesystemproducenten fra Aadorf, Schweiz, er en af Europas førende virksomheder, når det gælder brugen af det ikke-fluorerede kølemiddelpropan – også kendt som R290 – i varmepumper. Effektiviteten og ydeevnen af disse enheder afhænger afgørende af valget af kølemiddel, da det absorberer varme fra omgivelsesluften og overfører den til varmesystemet. Og det er her, propan klarer sig særligt godt sammenlignet med andre kemiske stoffer, som Frei forklarer: “R290 har fremragende termodynamiske egenskaber, muliggør drift ved udendørstemperaturer på minus 20 grader Celsius, muliggør flowtemperaturer på 75 grader Celsius og har et relativt meget lavt globalt opvarmningspotentiale.”
Denne sidste egenskab bliver særligt vigtig. I årtier var fluorerede gasser det foretrukne medium i køling. Dog er deres høje globale opvarmningspotentiale (GWP) katastrofalt. Til sammenligning har det udbredte kølemiddel R410 A en GWP på 2.088, mens propan har en GWP på tre. I EU og Schweiz skal brugen af fluorerede gasser derfor gradvist begrænses. Men hvorfor er producenterne ikke gået over til propan tidligere, givet dets fremragende egenskaber? Svaret er enkelt: “R290 tilhører sikkerhedsklassen af brandfarlige gasser,” siger Frei.
Helt i front – Jonathan Frei er iværksætter og en stærk fortaler for propan.
Heim AG en schweizisk producent af varmesystemer, er i Europæisk top i brugen af naturlige kølemidler
Propan (R290)muliggør udendørs drift ved minus 20 grader celsius og flowtemperaturer på op til 75 grader celsius. Ovenikøbet er det Global Warming Potential (GWO) meget lavt.
For udvikleren sikrer et passende sikkerhedskoncept, at risikoen er håndterbar. Heim AG har allerede opnået omfattende erfaring med det ikke-fluorerede kølemiddel – både i udendørs varmepumper og i en indendørs brine-varmepumpe. Det, der stadig manglede i porteføljen: en indendørs luft-til-vand varmepumpe til enfamiliehuse og mindre lejlighedsbygninger. “Med LWKMi pro, som den nye varmepumpe kaldes, ønskede vi at udvikle en yderst effektiv og fremtidssikker anordning, der let kunne passe i enhver kælder,” siger Frei og opsummerer sin opgave.
En sammenligning af kølemidler
Målt ved deres globale opvarmningspotentiale (GWP)
2,088 GWP
R410A
3 GWP
R290 (propan)
675 GWP
R32 (Difluoromethan)
Perfekt til renoveringer
Den offentlige debat fokuserer ofte på udendørs varmepumper. Dog tilbyder deres indendørs modstykker flere fordele: der kræves ikke plads omkring huset, naboerne kan ikke høre nogen driftsstøj, og de er ideelle til renoveringer. Det skyldes, at der er plads til en varmepumpe, hvor det gamle gas- eller oliebaserede varmesystem plejede at være installeret.
Den højere flowtemperatur giver en anden fordel: der kræves ingen ekstra elektrisk opvarmning for at opfylde hygiejnestandarderne for varmtvandsfremstilling. Dette skyldes, at syntetiske kølemidler kun kan opnå temperaturer på 55 til 60 grader Celsius. “Propan sikrer således en betydeligt mere effektiv drift,” siger Frei.
Varmesystem i kælderen.
Ingen plads udenfor dit hus? – Ikke noget problem: Indendørs varmepumper er ideelle for renoveringer og gør det muligt at bruge eksisterende radiatorer.
Dog gælder der langt strengere regler for brugen af propan indendørs end udendørs. “Teknologien er stadig relativt nyt på markedet. Udfordringen er først at finde ud af, hvilke standarder der gælder, og derefter udvikle et sikkerhedskoncept for at bringe et sikkert produkt på markedet.” Derudover skal den nye varmepumpe være effektiv og lydløs.
Den vanskelige opgave med tryk
En nøglekomponent til at øge effektiviteten af en varmepumpe er ventilatoren. Dens opgave er at levere præcis den mængde luft til varmeveksleren, som er nødvendig for optimal og effektiv drift. Dette er mere teknisk udfordrende for indendørs varmepumper end for udendørs varmepumper. Dette skyldes, at luften føres ind i bygningen og til enheden via en kanal. Kanalens længde, hver bøjning og endda varmeveksleren selv yder luftmodstand. Dette fører til tryktab, som ventilatoren skal overvinde.
Varmepumpen må ikke være for stor, så den stadig kan komme gennem døren og ned i kælderen.
Jonathan Frei, udvikler hos Heim AG
I princippet er dette ikke et problem – men installationspladsen i varmepumpen er begrænset: “Den skal være lille nok til stadig at kunne komme gennem døren og ned i kælderen,” siger Frei. En lille ventilator kan kun klare det høje tryk, hvis den roterer hurtigere. Men så bruger den mere elektricitet og støjer. Frei måtte finde en balance: finde en ventilator, der fylder så lidt som muligt og får nok luft gennem systemet med relativt lav hastighed.
Derudover ønskede Frei at gøre ventilatoren til en vigtig del af sit sikkerhedskoncept: Når sensorerne opdager en propanlækage, skal impelleren rotere så hurtigt som muligt for sikkert at transportere gassen udenfor. For at gøre dette skal ventilatoren godkendes, da elmotoren er en potentiel antændelseskilde. Hvem kunne tilbyde Frei en ventilator, der opfylder alle disse krav?
tryk ved relativt lave hastigheder, hvilket res
Den rigtige ventilator.
Jonathan Frei have brug for en ventilator der var stille, ikke fyldte meget og som ovrholdt sikkerhedskravene til propan som kølemiddel. Samuel Schlitter fra ebmpapst var i stand til at hjælpe med det.
Højt tryk lav, hastighed
Radipac C som ebmpapst har udviklet til højt flow ved høje modtryk, er ideel til opgaven.
Den muliggør at skabe det nødvendige tryk ved lave hastigheder og dermed et meget lavt støjniveau.
Et fælles udviklingsprojekt
Udvikleren henvendte sig derfor til Samuel Schlittler, en salgsingeniør hos ebm-papst i Schweiz. De to mødtes på en messe, og det var deres første mulighed for at arbejde sammen. “Med AxiEco-plug-in og AxiTone har vi blæsere til varmepumper i vores sortiment, som allerede er godkendt til ikke-fluorerede kølemidler – men disse blev udelukket fra starten,” siger Schlittler og forklarer udfordringen. Dette skyldes, at aksialventilatorer er designet til åbne systemer som udendørs varmepumper og ikke kan levere det høje tryk, der kræves. Derfor kan kun en centrifugalventilator overvejes. RadiPac C, som ebm-papst udviklede til store volumenstrømme med højt modtryk, er forudbestemt til opgaven. “Med 500- og 630 millimeter-impellervarianterne kan det nødvendige tryk genereres ved relativt lave hastigheder og dermed meget stille,” forklarer Schlittler.
Men Frei var optaget af et andet spørgsmål: Hvordan kunne han spare endnu mere plads for at gøre enheden mere kompakt? Hvor tæt kunne han placere ventilatoren på varmeveksleren uden at gå på kompromis med effektivitet og akustik? “Der er en tommelfingerregel for, hvor stor afstanden skal være, men vi vidste ikke, hvad der ville ske, hvis vi ikke nåede den,” siger Frei. Schlittler tilkaldte derfor sine kolleger fra udviklingsafdelingen i Mulfingen. Anmodningen blev således til et fælles udviklingsprojekt. Frei gav strømningsspecialisterne nødvendige data, så de kunne bestemme den optimale afstand.
Kom i mål ved hjælp af teamwork
Ebmpapst optimerede flow og elektriske forbindelser på Radipac C.
”Vi kunne integrere ventilatoren helt perfekt,” siger Jonathan Frei.
Et vigtigt forbedringsforslag var at bruge baffler til at justere flowet, så luften strømmede gennem varmeveksleren på den bedste måde. Frei var begejstret: “Det, der virkelig imponerede os, var, hvordan ebmpapst arbejdede sammen med os og støttede os under udviklingsprocessen. Vi var i stand til at integrere ventilatoren perfekt i vores system, så den i sidste ende fungerer optimalt.” Dette inkluderede også detaljer som den elektriske forbindelse: For at eliminere behovet for en pladskrævende tilslutningsboks forudmonterede ebm-papst kablerne. Dette gjorde det muligt at tilslutte RadiPac C direkte til enhedens elektronik: “Dette sparede os et par ekstra centimeter i installationsdybde.”
Godkendelsen kom lige i tide til den planlagte markedslancering.
Samuel Schlittler, Sales ebm-papst Schweiz
Klar til opvarmning
Nu virkede alt perfekt. Kun én ting manglede stadig: ventilatorens godkendelse til drift med propan. Motoren opfyldte allerede de strenge sikkerhedskrav, men i kombination med elektronikken manglede den godkendelse. “Spørgsmålet var ikke, om vi ville få det, men om godkendelsen ville komme i tide til den ønskede markedsføring,” siger Schlittler. Men også i dette tilfælde er der en lykkelig slutning. Lige i tide til opvarmningssæsonen 2025–26 ankom det forventede certifikat.
LWKMi pro fås i tre ydelsesklasser med en varmeeffekt på 1 til 26 kilowatt. De første varmepumper er allerede installeret, og Heim AG planlægger at producere flere tusinde enheder. Efterspørgslen er trods alt høj: flere og flere olie- og gasbaserede varmesystemer slides op, og bæredygtige løsninger som varmepumper er mere efterspurgte end nogensinde. Takket være propan er Heim AG’s varmepumpe fremtidssikret. “Vi tænkte allerede på det, da vi udviklede enheden,” siger Frei med et blink med øjet
Propan: et ikke-fluoreret kølemiddel
Propan (C3H8), også navngivet som R290, når det bruges som kølemiddel, er et kulbrinteprodukt. Det er en naturligt forekommende gas, der produceres under forarbejdning af naturgas og råolie. Propan kan flyde ved relativt lavt tryk, hvilket gør det nemt at opbevare. Som kølemiddel er propan faktisk ikke noget nyt og var allerede i brug for over hundrede år siden, men blev derefter fortrængt af CFC’er og senere af F-gasser, som dengang blev anset for mere sikre. Nu er dette ikke-fluorerede kølemiddel på vej tilbage: takket være dets fremragende termodynamiske egenskaber muliggør propan en meget effektiv drift. Det er også fremtidssikret, fordi det er miljøvenligt, bredt tilgængeligt og omkostningseffektivt.
