Snart er klimaverstingene helt ute av varmepumper: Propan er det nye kjølemediet [Ekstra]

[Joachim Seehusen]

Snart er klimaverstingene helt ute av varmepumper: Propan er det nye kjølemediet [Ekstra]

[NERVI]

Hvorfor Propan når man har nok CO2? 

Endret 20. oktober 2020 av NERVI

[Simen1]

CO2 har et mye høyere arbeidstrykk og setter derfor mye høyere krav til komponenter, pakninger osv. Propan er dermed enklere og billigere (selve kjølemediet koster jo praktisk talt ingenting, så jeg snakker om komponentkostnader). Propan med sine 3,3 GWP (Global Warmin Potensial) er nesten like klimavennlig som CO2 som er definert til 1 GWP. Til sammenligning har f.eks det vanlige R-410A 2088 GWP eller det nye "klimavennlige" alternativet R-32 677 GWP.

Propan har altså gunstige egenskaper med tanke på utstyret og klimaet, og er ikke giftig, så den eneste store ulempen er brannsikkerhet. Hvis de klarer å løse det så er propan et glimrende kjølemedie. En måte å løse det på er å ha hele den lukkede propankretsen utenfor bygget. Altså en monoblock-varmepumpe, der varmen f.eks veksles til glykolvann før det sirkuleres inn i bygget. Altså to lukkede kretser med en varmeveksler i mellom. Det går ut over virkningsgraden sammenlignet med å propan kretsende helt inn i bygget, men er nok verdt det med tanke på brannsikkerhet. Sammenlignet med CO2 så vil propan gi billigere varmepumper.

Edit: Det finnes sikkert flere måter å øke brannsikkerheten på. F.eks trykksensorer og et ventilsystem som blokkerer propanstrømmen dersom det blir et uventet trykkfall. Eller et slags rør-i-rør-system der det ytre røret har åpne ender i utedelen.

Edit 2: Propan har også gunstigere carnotsyklus-egenskaper enn CO2, som i praksis vil si høyere COP-fakotor.

Endret 20. oktober 2020 av Simen1

[aanundo]

"Dagens teknologi krever 80 til 90 gram propan per kW levert energi. Forskerne på Fraunhofer klarer ser med 20 gram for å oppnå samme effekt."

Med andre ord ca 100 gram for en normal luft-luft varmepumpe.

Hvor stor sannsynlighet er det for at 100 gram fører til brann og tap av menneskeliv dersom det oppstår lekkasje i en bolig?

En akseptabel risiko etter min mening, og dersom tyske husholdninger satser på varmepumper i årene som kommer, vil trolig snittet på 6000 kWh/år nærme seg norsk nivå på 18000 kWh/år.

Utsiktene til storstilt eksport av strøm når vi kommer til 2050 er med andre ord store.

Håper derfor at MDG får så mange stemmer ved stortingsvalget neste år at de kan starte gjennomføringen av programposten 100 TWh fornybar energi fra Norsk Økonomisk Sone innen 2030.

Et ambisiøst mål som vil skape mange arbeidsplasser dersom vi bygger anleggene selv.

Endret 20. oktober 2020 av aanundo

[Penguin]

Pyttelitt mer teknisk info her:

https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/annual_reports/fraunhofer-ise-annual-report-2019-2020.pdf

Om prototypen:

"Containing 150 g of propane, it achieves a heating power of about 8 kW (operating point B0 / W35). Commercially available components were used for the prototype, which was designed to achieve a small filling volume of propane. The use of asymmetric plate heat exchangers and shortened pipe lengths were central approaches to achieve this goal, as most of the liquid refrigerant is located in these components."

B0/W35 er forklart her:

https://www.rehva.eu/fileadmin/hvac-dictio/05-2012/p15-18_klein.pdf

Men faktisk effektivitet/COP for det nye designet er ikke beskrevet noe sted jeg har funnet.

[Ivar Nesje]

Jeg har alltid trodd grensen var 22 kg propan man kunne lagre hjemme uten spesielle tiltak mot brann. Hvorfor er reglene så annerledes at 720 gram (90 g/kWh*8kWh) (tilsvarende en stor og en liten turboks til stormkjøkken) blir sett på som uakseptabelt farlig i en fast installasjon delvis utendørs?

[Simen1]

aanundo skrev (1 time siden):

Hvor stor sannsynlighet er det for at 100 gram fører til brann og tap av menneskeliv dersom det oppstår lekkasje i en bolig?

Propan er eksplosiv i blandingsforholdet 2,37 - 9,5% i luft. Med en tetthet på 2 kg/m3 så kan 100 gram gi 2,37% i 2,1 kubikk luft og 9,5% i ca 0,5 kubikk luft. Lekkasjer i rom på over 1 kvadratmeter og 2,4 meter høyde gir altså tynnere enn eksplosiv blanding hvis alt lekker ut og det blander seg godt med lufta.

Propan brenner i konsentrasjoner fra 2,1 - 10,1%. 100 gram inneholder ca 5 MJ energi (= ca 1,4 kWh), altså omtrent like mye brannenergi som 250 gram margarin.