Termoelektriske varmepumper er ikke effektive nok – ennå

Forskerne arbeider hele tiden med å gjøre strøm til varme og varme til strøm, helt uten både væske og bevegelige deler. Foreløpig er ikke materialene effektive nok til å konkurrere med klassiske varmepumper.Tekst og foto: Georg MathisenI teorien er termoelektriske varmepumper en genistrek. Miljøvennlige, effektive, allsidige og nærmest evigvarende. Du leste om dem i Norsk VVS nummer 7 – om de norske forskerne som skulle prøve å utvikle varmepumper som kunne brukes til å varme opp et slovakisk slott.Det prosjektet ble skrinlagt, men termoelektriske materialer er fremdeles brennhett, hvis du vil unnskylde det dårlige ordspillet.

Bedre materialer

– Internasjonalt er det et felt som har tatt av litt en periode. Her har vi hatt aktivitet på det i ti–femten år, sier førsteamanuensis Øystein Prytz ved Universitetet i Oslo.Strukturfysikerne ved universitetet arbeider først og fremst med å gjøre materialene bedre. Det er et stykke derfra til at det kommer gode varmepumper på markedet.– Vi jobber med virkningsgraden. Det er der vi fortsatt ligger etter konvensjonelle varmepumper. Virkningsgraden er lav i forhold til hva det koster å installere, sier Henrik Riis, som tar en doktorgrad på de termoelektriske materialene.

For lav virkningsgrad

Materialene er faste stoffer som transporterer varme fra den ene siden til den andre når det settes strøm på dem.– Fordelen er at det ikke trengs gasser, rør, pumper eller særlig mye vedlikehold, samtidig som de kan dimensjoneres fra bittesmå og opp til store moduler. Men de tradisjonelle varmepumpene har en ganske høy COP, og vi ligger et stykke under det, forteller Prytz og Riis.Der det er begrensninger i vekt eller plass, brukes de i dag. I kjølebagene til bilens 12-voltsanlegg, for eksempel; i setene på enkelte biler i luksusklassen – eller til å kjøle elektronikk.– Det primære fokuset for forskningen er på virkningsgraden, fastslår Henrik Riis. Han forklarer hvordan alt henger sammen med alt: Når én parameter endres, endres andre samtidig og automatisk. Det er slik fysikken er.

Ingeniørjobb

– Nå har mange av materialene kommet opp på et nivå hvor de begynner å bli brukbare. Da kommer det til å kreves noen ingeniørløsninger for å komme videre, og ikke så mye forskning, mener han.Henrik Riis har tro på en fremtid der strøm kan gjøres til varme og varme til strøm også i en målestokk som gjør at varmepumpene kan tas i bruk i bygninger. Det vil ta tid. Dessuten er metallene som brukes, dyre og ofte giftige. Fordelene er likevel åpenbare:– Når det ikke er noen bevegelige deler, blir de helt stillegående. Og hvis du vil opprettholde en liten temperaturforskjell, må vanlige varmepumper skru seg av og på. Her kan du bare redusere strømmengden, forklarer han.