Hur fungerar en värmepump med radiatorer?

Hög effektivitet, smidig drift inneboende Med sina miljövänliga egenskaper, minskade energiförbrukning och attraktiva statliga bidrag är värmepumpen en utmärkt lösning för uppvärmning (och kylning, i fallet med en reversibel värmepump).

En annan stor fördel är att värmepumpen är kompatibel med ett antal distributionssystem för hushåll, särskilt radiatorer, oavsett om de är gamla (hög temperatur) eller nya (låg temperatur), även om det finns en markant skillnad i effektivitet för varje konfiguration.

I den här artikeln utforskar vi den kombinerade värmepumps- och radiatorlösningen: hur den fungerar, kriterier för val av radiatorer, dimensionering och alternativ.

Värmepump med radiatorer: hur fungerar det?

Kombinationen värmepump + radiator är ett värmesystem som använder den termodynamiska principen för att överföra värme från ett medium till ett annat. Radiatorerna spelar en central roll i detta system, eftersom de distribuerar den värme som produceras av värmepumpen till de olika rummen i byggnaden.

Innan vi tittar på radiatorer, låt oss ta en stund för att titta på hur en värmepump fungerar i allmänhet. Värmepumpen absorberar värme från den yttre miljön (luft, vatten eller mark, beroende på typ av värmepump) och överför den till den inre miljön, vanligtvis en byggnad eller ett hem. Värmepumpens termodynamiska cykel bryts ned i fyra huvudsteg:

1. Förångning Ett köldmedium med låg temperatur och lågt tryck cirkulerar i förångaren och absorberar värme från den yttre miljön. Denna energiabsorption gör att vätskan förångas och omvandlas från en vätska till en gas;
2. Kompression Köldmediegasen leds sedan till kompressorn där den värms upp ytterligare genom kompressionseffekten;
3. Kondensation Den uppvärmda högtrycksgasen passerar sedan genom kondensorn, där den överför sin värme till vattnet i värmekretsen. Denna värmeöverföring gör att gasen kondenserar och återgår till sitt flytande tillstånd;
4. Avslappning Slutligen passerar vätskan genom en expansionsventil som sänker dess tryck och temperatur och förbereder den för nästa förångningscykel.

Den producerade värmen kan distribueras inomhus via ett antal kanaler: golvvärme, fläktkonvektorer, kanalsystem, väggvärme, strålningstak och radiatorer. Det är den sista konfigurationen som intresserar oss. 

När köldmediegasen kondenserar och avger sin värme i kondensorn värmer den upp en vattenkrets. Det varma vattnet cirkulerar sedan genom radiatorerna. Eftersom vattnet har en högre temperatur än den omgivande luften överför det sin värme till luften, som värms upp och sedan diffunderar ut i rummet. Hur är det med reglering?

I detta värmesystem är varje radiator försedd med en termostatventil som gör att temperaturen i varje rum kan ställas in individuellt genom att kontrollera mängden varmvatten som cirkulerar genom radiatorn, enligt användarens instruktioner. Huvudtermostaten, som vanligtvis är placerad i husets huvudrum, skickar en signal till värmepumpen när rumstemperaturen sjunker under den inställda temperaturen. Värmepumpen startar då och producerar värme som distribueras via radiatorerna.

Omvänt, när rumstemperaturen når eller överskrider den inställda temperaturen, skickar termostaten en signal för att stänga av värmepumpen. Vattnet i radiatorerna kyls då gradvis och temperaturen i rummet sjunker. Denna automatiska temperaturreglering säkerställer konstant termisk komfort, samtidigt som energiförbrukningen optimeras.

Vilken typ av radiator ska jag använda med en värmepump?

Alla radiatorer är inte kompatibla med en värmepump. Det är en fråga om drifttemperatur. Värmepumpar är mer effektiva när de arbetar vid låga temperaturer, i allmänhet under 55°C, av två skäl: 

• Den termodynamiska cykelnsom säger att det krävs mer energi för att överföra värme från ett kallt område till ett varmare område. Ju större temperaturskillnaden är mellan värmekällan (t.ex. uteluften) och den plats där värmen ska levereras (t.ex. uppvärmning av vatten), desto mer energi krävs för att göra denna överföring. Om värmepumpen måste producera vatten vid en mycket hög temperatur är temperaturskillnaden större, vilket kräver mer energi och därför minskar värmepumpens COP;
• Komprimering av köldmedium Ju högre temperatur som vattnet måste värmas till, desto mer måste köldmediet komprimeras, vilket leder till högre energiförbrukning.

Kort sagt, för att maximera effektiviteten i ditt värmesystem bör du föredra att använda lågtempererade radiatorer. Men låt oss utforska de två alternativen: låg och hög temperatur.

Lågtemperaturradiatorer

Lågtemperaturradiatorer är lämpliga för värmesystem som producerar lågtempererat vatten, t.ex. värmepumpar. De är i allmänhet större än standardradiatorer, eftersom de måste kompensera för den låga vattentemperaturen genom att ha en större uppvärmningsyta.

Konstruktionen är också annorlunda, eftersom de tillverkas av material med hög värmeledningsförmåga (särskilt aluminium) för bättre värmespridning. De är i allmänhet formade för att uppmuntra naturlig luftkonvektion.

Lågtempererade radiatorer är det i särklass mest energieffektiva alternativet för ett värmesystem med värmepump + radiatorer.

Högtemperaturradiatorer

Äldre hus var ofta utrustade med högtempererade värmesystem som drevs av gas- eller oljepannor, med högtempererade radiatorer. I dessa hus kan byte till värmepump som en del av ett renoveringsprojekt utgöra ett problem, eftersom radiatorerna är mindre väl lämpade för användning av en värmepump.

Ett annat återkommande problem Äldre hus är ofta dåligt isolerade med dagens mått mätt. Detta leder till att den värme som värmepumpen producerar snabbt försvinner och att utrustningen måste arbeta hårdare för att nå den önskade temperaturen, vilket ökar energiförbrukningen och minskar systemets effektivitet.

Om du planerar att installera en värmepump i ett gammalt hus måste du välja mellan ett eller flera av följande alternativ: 

• Förbättra värmeisoleringen i ditt hem för att minska den mängd värme som behövs för att upprätthålla en behaglig inomhustemperatur och säkerställa effektiviteten i alla värmesystem;
• Förvaring av högtemperaturradiatorer om de är i gott skick och tillräckligt stora. Det krävs dock en detaljerad undersökning för att fastställa om detta alternativ är ekonomiskt genomförbart; 
• Byte av högtemperaturradiatorer med lågtemperaturradiatorer eller ett golvvärmesystem. Dessa system är mer kompatibla med värmepumpar och kan hjälpa dig att maximera effektiviteten i ditt värmesystem;
• Installation av en högtemperaturvärmepump kan producera vatten med en temperatur som är tillräckligt hög för att försörja dina gamla högtemperaturradiatorer. Nackdelen är att dessa modeller är dyrare och mindre effektiva än lågtemperaturmodeller.

Om du vill behålla högtemperaturradiatorer måste du, utöver isoleringsarbetet, rengöra det befintliga värmesystemet, s.k. avsilning, för att avlägsna partiklar, rost, kalk etc. Du kan behöva komplettera med radiatorer för att öka värmeytan och förbättra värmefördelningen. Du kan också behöva komplettera med radiatorer för att öka uppvärmningsytan och förbättra värmefördelningen. 

Dimensionering av radiatorer i ett värmepump + radiatorsystem

Systemets effektivitet beror till stor del på radiatorernas storlek. Tillverkarna har ofta mycket detaljerade dimensioneringstabeller och erbjuder skräddarsydda modeller som passar alla konfigurationer. Före försäljningen måste installatören förse dig med ett komplett dimensioneringsblad och diagram som en del av designfilen.

Dimensioneringen av radiatorerna i ett värmepump + radiatorsystem beror på två huvudfaktorer. Den första är den värmeeffekt som krävsDetta beror på storleken på det utrymme som ska värmas upp och bostadens värmebehov (se exempel nedan).

Sedan finns det värmepumpens temperaturreglering. Ju lägre temperaturinställning (t.ex. 50/40), desto större radiatoryta och därmed större radiatorstorlek, som förklarats ovan. Faktum är att en värmepump ofta ger en temperatur på 50/40 eller 45/35, vilket är lägre än för en panna för fossila bränslen (gas eller olja), som i allmänhet ger 80/60. Äldre radiatorer, som är lämpliga för högre temperaturer, har ofta för liten yta för en värmepump. 

Om så är fallet har du två alternativ: förbättra isoleringen i ditt hem för att minska värmebehovet och därmed strömförbrukningen, eller byt ut högtemperaturradiatorerna mot lågtemperaturradiatorer, vilket fortfarande är det vanligaste alternativet. I det här fallet måste du betala 150 euro för att ta bort den gamla radiatorn och mellan 950 och 2 000 euro för att köpa och montera den nya.

Konkret exempel på dimensionering av radiatorer

Låt oss ta ett exempel med ett 100 m² stort hus i tempererat klimat. Den värmeeffekt som krävs beräknas i allmänhet i watt per kvadratmeter (W/m²). I genomsnitt uppskattar man att det behövs mellan 70 och 100 W/m² för att värma upp ett hus ordentligt på vintern, beroende på isolering och exponering. Låt oss ta ett medianvärde på 85 W/m² för vårt exempel.

För ett hus på 100 m² krävs alltså en värmeeffekt på : 100 m² * 85 W/m² = 8500 W eller 8,5 kW. Du behöver därför en installation som kan producera 8,5 kilowatt värmeeffekt för att värma upp huset ordentligt.

Detta är en förenklad uppskattning, eftersom den faktiska värmeeffekt som krävs beror på husets isolering, antal och typ av fönster, husets orientering, det lokala klimatet etc. Endast en kvalificerad fackman kan göra en korrekt bedömning av ditt hems värmebehov.

Om vi till detta lägger värmepumpens temperaturförhållande, måste radiatorerna vara tillräckligt stora för att distribuera denna mängd värme vid en lägre temperatur. Till exempel, med en temperaturregim på 50/40, kan radiatorerna behöva en total yta på cirka 10 till 20 m² för att distribuera 8,5 kW värme, beroende på modell och typ av radiator.

Golvvärme, ett attraktivt alternativ till radiatorer

Till skillnad från radiatorer, som sprider värmen på en enda punkt, sprider golvvärmesystem värmen jämnt i hela rummet tack vare varmvattenkretsar som är inbyggda i rummets golv. 

Rent praktiskt går det till så att värmepumpen värmer vattnet och skickar det till dessa kretsar i marken. Det varma vattnet cirkulerar sedan genom rören och fördelar värmen jämnt och behagligt i hela rummet. Vattentemperaturen i golvvärmesystem är i allmänhet lägre än den som används för radiatorer, ofta runt 30 - 40°C, vilket är idealiskt för värmepumpens effektivitet.

För- och nackdelarna med golvvärme som alternativ till radiatorer sammanfattas i tabellen nedan.

Fördelar	Nackdelar
Högre komfortVärmen fördelas jämnt i hela rummet, så att man undviker områden som är för varma eller för kalla.	ReaktionstidGolvvärme tar längre tid att höja och sänka temperaturen, vilket kan göra det svårare att justera den.
EstetikUtan synliga radiatorer har du större frihet när det gäller inredningen.	Höga installationskostnader Kostnaden för att installera golvvärme är högre än för ett radiatorsystem, särskilt vid renovering.
Energieffektivitet Tack vare den låga temperaturen (ca 30-40°C) kan golvvärmesystemet arbeta mer effektivt med värmepumpen.	Större renoveringsarbetenAtt installera golvvärme i ett hus som renoveras kan innebära ett omfattande arbete: rivning av det befintliga golvet, gjutning av en ny betongplatta osv.
Bättre luftkvalitet Till skillnad från radiatorer cirkulerar golvvärmesystem inte damm, vilket kan förbättra inomhusluftens kvalitet.	Inkompatibilitet med vissa golvbeläggningarInte alla golvbeläggningar är kompatibla med golvvärme. Massiv parkett kan t.ex. vrida sig under värmepåverkan.

Värmepumpar med radiatorer: att avsluta

Att installera en värmepump med radiatorer kräver noggrann eftertanke om systemets effektivitet och optimala funktion. Oavsett om du väljer lågtemperaturradiatorer, högtemperaturradiatorer (för äldre hus) eller till och med golvvärme, måste dessa alternativs kompatibilitet med din värmepump och kraven i ditt hus analyseras noggrant. 

Du måste ta hänsyn till typ och skick på dina befintliga radiatorer, isoleringen i ditt hem och vilken typ av värmepump du överväger. Endast en kvalificerad fackman kan vägleda dig genom denna process, så att du kan göra ett välgrundat val och få bästa möjliga avkastning på din investering utan att kompromissa med värmekomforten i ditt hem.