Indledning: Stjernen i moderne opvarmning

Varmepumper fylder mere og mere i medierne og er særligt interessante for boligejere. Moderne varmepumper er effektive, støjsvage og ikke mindst en central teknologi i den grønne omstilling.

Imponerende tal

• I Danmark installeres der varmepumper i en stor del af nye enfamiliehuse, og de spiller en nøglerolle i udfasningen af olie- og gasfyr
• Det globale marked for varmepumper forventes i 2024 at nå en omsætning på omkring 70 milliarder US-dollar
• Selve funktionsprincippet blev opdaget allerede i 1600-tallet
• De første gulvvarmeanlæg med varmepumpe blev installeret i 1960’erne

Hvorfor boomet?

Drivkræfterne bag varmepumper er blandt andet:

• Høje og svingende priser på fossile brændsler
• Skærpede klimamål og stigende miljøbevidsthed
• Teknologiske fremskridt i styring, kompressorer og kølemidler
• Kombinationen med solceller gør det muligt at opvarme næsten CO₂-neutralt

I Danmark understøttes udviklingen af:

• Bygningsreglementet (BR18), som stiller skrappe krav til bygningers energibehov
• Krav om energimærkning ved salg og udlejning af bygninger
• Statslige tilskudsordninger til energieffektivisering og konvertering væk fra olie, gas og gamle elvarmeløsninger

Varmepumpe og køleskab: Tætte slægtninge

Varmepumper og køleskabe er i virkeligheden tæt beslægtede – nærmest som brødre. Hvorfor ligner de hinanden så meget, når de tilsyneladende er udviklet til modsatte formål?

Ved første øjekast løser de modsatrettede opgaver – men kigger man “under motorhjelmen”, er lighederne slående:

Apparat	Optager varme fra	Afgiver varme til
Køleskab	Indersiden (kølerummet)	Omgivelserne (bagsiden)
Varmepumpe	Omgivelserne	Indersiden (varmesystemet)

Funktionsprincippet er det samme – kun målet er vendt om!

Fysiske grundbegreber

For at forstå varmepumper skal vi først have styr på to begreber:

1. Tilstandsformer (aggregattilstande)
2. Varmeoverførsel

Fysikken bag tilstandsformer

Fast, flydende og gasformig – de tre klassiske tilstandsformer møder vi overalt. Men hvad er en tilstandsform egentlig?

Definition: Den aktuelle tilstand eller fremtrædelsesform af stof, bestemt af hvordan partiklerne bevæger sig.

Grundlæggende naturlov: Når temperaturen stiger, bevæger partiklerne sig hurtigere og kraftigere.

Egenskaberne for de tre tilstandsformer er grundlæggende forskellige:

Tilstandsform	Partikelbevægelse	Struktur
Fast	Vibration omkring faste pladser	Velordnet struktur
Flydende	Bevæger sig, men hænger sammen	Delvist ordnet
Gasformig	Bevæger sig frit	Ingen fast struktur

Vigtigt: Overgangen fra én tilstandsform til en anden kræver, at der optages eller afgives energi. Netop det udnytter varmepumpen!

De to vigtigste hovedsætninger i termodynamikken

Læren om varme – termodynamik – bygger på nogle få, men meget grundlæggende regler:

1. hovedsætning: Energi kan ikke forsvinde

Energi kan hverken skabes ud af ingenting eller forsvinde. Den kan kun omdannes fra én form til en anden.

Eksempler:

• Elektrisk energi → varme (elradiator)
• Kemisk energi → varme (brændeovn)

2. hovedsætning: Varme går fra varmt til koldt

Varme strømmer altid spontant fra et varmere sted til et koldere.

Naturen “stræber” efter energimæssig balance.

Eksempel med brændeovn: Varmen forlader den varme ovn og opvarmer det koldere rum – aldrig omvendt.

De tre måder varme kan overføres på

Varme kan flyttes fra ét sted til et andet på flere måder:

Type	Beskrivelse	Eksempel
Ledning (konduktion)	Direkte kontakt mellem materialer	Hånden på en varm radiator
Konvektion	Varme transporteres med bevægende luft/væske	Varm luft stiger op
Stråling	Elektromagnetiske bølger	Solens varme på huden

Ledning (konduktion)

De hurtige partikler i det varmere materiale støder ind i de langsommere partikler i det koldere materiale. På den måde overføres varme gennem direkte kontakt.

Konvektion

Varm luft har lavere densitet og stiger til vejrs. Den tager varmen med sig og transporterer den til et andet sted.

Cirkulationen:

1. Luft opvarmes → densitet falder → den stiger
2. Højere oppe afkøles luften → densitet stiger → den synker
3. Nede ved varmekilden opvarmes den igen → kredsløbet fortsætter

Varme­stråling

Elektromagnetiske bølger i infrarødt område. Kræver intet medium – derfor kan solens varme nå os gennem det næsten tomme verdensrum.

Varmepumpens funktionsprincip

Varmepumpen “pumper” varme fra ét sted til et andet – ligesom en vandpumpe flytter vand.

Grundideen

Varmepumpen:

• Trækker varme ud af omgivelserne (selv når luften føles kold)
• Hæver temperaturen til et højere niveau ved hjælp af kompression
• Afgiver varmen til bygningens varmesystem

Men hvordan får man varme ud af kold luft?

Hemmeligheden ligger i kølemidlet – en særlig væske, der fordamper ved meget lave temperaturer og optager varme i processen.

Kredsløbet i fire faser

Fase 1: Fordampning (varmeoptagelse)

1. Det flydende kølemiddel løber gennem fordamperen (en varmeveksler)
2. Udeluft blæses hen over fordamperen af en ventilator
3. Selv kold luft indeholder varmeenergi
4. Kølemidlet optager denne varme og fordamper (bliver til gas)

Fase 2: Kompression (temperaturstigning)

1. Det gasformige kølemiddel suges ind i kompressoren
2. Kompressoren trykker gassen sammen mekanisk
3. Når trykket stiger, stiger også temperaturen
4. Kølemidlet har nu en temperatur, der kan bruges til opvarmning

Fase 3: Kondensation (varmeafgivelse)

1. Den varme, komprimerede gas ledes til kondensatoren (en anden varmeveksler)
2. Her overføres varmen til varmesystemets vand
3. Kølemidlet kondenserer (bliver igen flydende)
4. Det opvarmede vand sendes videre til gulvvarme eller radiatorer

Fase 4: Ekspansion (trykreduktion)

1. Det flydende kølemiddel står stadig under højt tryk
2. I ekspansionsventilen sænkes trykket kraftigt
3. Trykfaldet giver et temperaturfald
4. Kølemidlet er nu tilbage i sin “kolde” starttilstand

Derefter starter kredsløbet forfra!

Overblik over faserne

De fire faser i varmepumpens kredsløb kan opsummeres sådan:

Fase	Komponent	Proces	Tilstandsform
1	Fordamper	Varmeoptagelse	Flydende → gasformig
2	Kompressor	Trykforøgelse	Gasformig (varm)
3	Kondensator	Varmeafgivelse	Gasformig → flydende
4	Ekspansionsventil	Trykreduktion	Flydende (kold)

I fuld overensstemmelse med fysikken

Ved første øjekast kan det se ud, som om varmepumpen bryder den 2. hovedsætning i termodynamikken: Varme bevæger sig tilsyneladende fra kold (udeluft) til varm (varmesystem).

Forklaringen: Man tilfører energi (elektricitet til kompressoren) for at “vende” den naturlige varmestrøm. Ser man på hele systemet, overholdes naturlovene fuldt ud.

Tricket

1. Kølemidlet er koldere end udeluften → varme strømmer ind i kølemidlet (helt i tråd med fysikken)
2. Ved kompression bliver kølemidlet varmere end varmesystemets vand → varme strømmer ud til varmesystemet (stadig i tråd med fysikken)

Varmepumpen skaber ikke energi ud af ingenting – den flytter og omdanner den bare meget effektivt.

Fordele og ulemper ved varmepumper

Fordele

Varmepumper har en række fordele i forhold til traditionelle olie- og gasfyr:

Fordel	Forklaring
Høj virkningsgrad	Af 1 kWh el kan man typisk få 3–5 kWh varme (årsvirkningsgrad/SCOP)
Mere klimavenlig	Ingen lokale røggasser; lav CO₂-udledning, især med grøn el
Lave driftsomkostninger	Ofte billigere i drift end olie og naturgas
Lang levetid	Typisk 15–25 år ved korrekt dimensionering og service
Relativt lidt vedligehold	Ingen forbrænding og ingen skorsten
Intet brændstoflager	Ingen olietank og ingen gasledning nødvendig
Offentlige tilskud	I Danmark kan der søges tilskud via bl.a. Bygningspuljen og energiselskabernes spareindsats

I Danmark skal nye bygninger desuden opfylde energirammen i Bygningsreglementet BR18, og varmepumper er ofte den letteste vej til at overholde kravene til lavt energiforbrug.

Ulemper

På trods af de mange fordele er der også forhold, man bør være opmærksom på:

Ulempe	Forklaring
Høj investering	Typisk 100.000–250.000 kr. afhængigt af type og installation
Afhængig af el	Kræver strøm – elpris og elafgifter har stor betydning for økonomien
Lavere effektivitet i hård frost	Luft-vand-varmepumper bliver mindre effektive ved meget lave udetemperaturer
Støj	Udendørsenheden kan høres – kræver hensyn til placering og nabobebyggelse
Kræver lave fremløbstemperaturer	Ældre huse med små radiatorer kan kræve efterisolering eller større varmeflader
Pladsbehov	Udendørsenhed eller jordslanger/energi­brønde kræver plads og evt. gravearbejde

Regler, standarder og energimærkning i Danmark

Selv om funktionsprincippet er det samme overalt, er rammerne omkring varmepumper nationale. Hvor der i Tyskland ofte henvises til DIN- og VDI-standarder, anvendes i Danmark primært fælles europæiske standarder kombineret med danske vejledninger og bygningsreglementet.

Bygningsreglement og energikrav

I Danmark er det Bygningsreglementet BR18 (udstedt af Trafik-, Bygge- og Boligstyrelsen), der fastlægger krav til:

• Bygningers samlede energibehov (energirammer)
• Isoleringstykkelser og maksimale U-værdier for tag, ydervægge, gulve og vinduer
• Tæthedskrav og krav til tekniske installationer, herunder varme- og ventilationsanlæg

Ved renovering og udskiftning af varmeanlæg gælder bl.a., at:

• Nye varmeanlæg skal være energieffektive
• Olie- og gasfyr udfases gradvist, og nye gasinstallationer begrænses i nye områder
• Varmepumper og fjernvarme prioriteres som primære løsninger

Standarder for beregninger og varmepumper

I Tyskland henvises ofte til fx DIN EN 12831 (varmebehov) og VDI 4650 (beregning af årsvirkningsgrad). I Danmark anvendes i stedet:

• DS/EN 12831
  Dansk implementering af den europæiske standard for beregning af bygningers varmebehov. Bruges af rådgivere og installatører til dimensionering af varmeanlæg, herunder varmepumper.

• DS/EN ISO 6946
  Dansk udgave af standarden for beregning af U-værdier for bygningsdele (tage, vægge, gulve). Ligger til grund for energirammeberegninger og energimærkning.

• DS/EN 14511, DS/EN 14825, DS/EN 16147 m.fl.
  Europæiske produktstandarder for varmepumper (ydelse, virkningsgrad, SCOP, støj osv.), som også gælder i Danmark. De danner grundlag for energimærkning og dokumentation.

• SBi-anvisninger og vejledninger
  Fx SBi-anvisninger om energiberegninger og installation af varmepumper, som supplerer standarderne med danske eksempler og praksis.

Energimærkning og energirammer

Danmark har et nationalt energimærkningssystem for bygninger (A2020, A2015, A2010, B, C, …, G), som bygger på EU’s direktiv om bygningers energimæssige ydeevne, men er tilpasset danske forhold.

• Energimærke for bygninger er lovpligtigt ved:

  • Salg af helårsboliger
  • Udlejning af hele bygninger
  • Opførelse af nye bygninger

• Energimærke for varmepumper og andre apparater følger EU’s fælles energimærke (A+++ til G), baseret på bl.a. SCOP (seasonal coefficient of performance).

I Danmark bruges energimærket aktivt til at:

• Sammenligne varmepumpers effektivitet
• Dokumentere forbedringer ved energirenovering
• Understøtte tilskudsordninger og rådgivning

Tilskud og økonomiske incitamenter

Hvor man i Tyskland ofte taler om BAFA og KfW, findes der i Danmark andre ordninger. De ændres løbende, men de vigtigste typer er:

• Bygningspuljen
  Statens tilskudspulje til energirenovering i helårsboliger. Har bl.a. givet tilskud til:

  • Installation af varmepumper ved skrotning af olie-, gas- eller ældre elvarme
  • Efterisolering af tag, ydervægge og gulve
  • Udskiftning af vinduer og døre til lavenergiløsninger
    Tilskuddet afhænger af projektets energibesparelse og boligens type. Puljen åbnes i runder, og ansøgning foregår digitalt via Energistyrelsen.

• Tilskud via energiselskabernes spareindsats
  Energiselskaberne har i en årrække ydet tilskud til projekter, der reducerer energiforbruget, fx:

  • Konvertering fra olie/gas til varmepumpe
  • Isolering og andre effektiviseringer
    Ordningen er løbende blevet justeret, men princippet er, at energibesparelser kan udløse økonomisk støtte.

• Skrotningsordninger og særlige konverteringspuljer
  I perioder har der været målrettede ordninger til fx:

  • Skrotning af oliefyr
  • Konvertering fra individuel gas til varmepumpe eller fjernvarme

• Fradrag og afgiftsregler
  Håndværkerudgifter til energiforbedringer har i perioder kunnet fradrages via servicefradraget (håndværkerfradrag).
  Elafgifterne er desuden lavere for el, der bruges til opvarmning over en vis mængde, hvilket forbedrer varmepumpers driftsøkonomi.

Bemærk: Konkrete satser, puljestørrelser og ansøgningsfrister ændres jævnligt. Aktuelle oplysninger findes hos Energistyrelsen og på den fælles portal sparenergi.dk.

Konklusion

Hvilke komponenter der præcist arbejder sammen i anlægget, kan De læse mere om i artiklen Komponenterne: Varmeveksler, kompressor og ekspansionsventil.

---

Hele artikelserien om varmepumper

1. Anti-køleskabet: Hvordan fungerer en varmepumpe? – De er her
2. Komponenterne: Varmeveksler, kompressor og ekspansionsventil – Opbygning og dele
3. Nøgletal og dimensionering af varmepumper – COP, SCOP/JAZ og mere
4. Driftsformer: Monovalent, bivalent og hybrid – Forskellige driftsstrategier
5. Typer af varmepumper og det perfekte makkerpar med solceller – Luft-vand, væske-vand og samspil med sol

Kilder

• DESTATIS: Wärmepumpen in Neubauten 2023
• Mordor Intelligence: Heat Pumps Market
• Heizung.de: Geschichte der Wärmepumpe
• LEIFIphysik: Wärmetransport
• Chemie.de: Thermodynamik
• Energistyrelsen / SparEnergi: Varmepumper og tilskud i Danmark

---

Beregn SCOP/årsvirkningsgrad

Med vores gratis varmepumpe-beregner kan De beregne den forventede årsvirkningsgrad (SCOP) for Deres varmepumpe – inklusive estimerede driftsomkostninger og CO₂-besparelse.
I Danmark anvendes de europæiske standarder DS/EN 14825 og relaterede normer som grundlag for sådanne beregninger.

→ Gå til varmepumpe-beregneren