Как тепловые насосы могут сократить ваши затраты на электроэнергию до 90%

почему тепловые насосы 9 8Shutterstock

Тепловые насосы становятся все более популярными в мире, который должен быстро сокращать выбросы углерода при одновременном снижении затрат на энергию. В зданиях они заменяют отопление помещений и подогрев воды, а в качестве бонуса обеспечивают охлаждение.

Тепловой насос извлекает тепло извне, концентрирует его (с помощью электрического компрессора) для повышения температуры и перекачивает тепло туда, где оно необходимо. Действительно, миллионы австралийских домов уже имеют тепловые насосы в виде холодильников и кондиционеров обратного цикла, купленных для охлаждения. Они также могут обогревать и экономить много денег по сравнению с другими видами отопления!

Еще до введения ограничений на поставку российского газа, многие европейские страны внедряли тепловые насосы – даже в холодном климате. В настоящее время, государственная политика ускоряет изменения. Соединенные Штаты, у которых в последние годы был очень дешевый газ, присоединились к ажиотажу: президент Джо Байден объявленный тепловые насосы «необходимы для национальной обороны», и их производство необходимо увеличить.

Правительство ACT поощряет электрификацию зданий с использованием тепловых насосов. учитывая законодательство обязать это в новых жилых комплексах. Недавно правительство штата Виктория запустило Дорожная карта замены газа и пересматривает свои программы стимулирования в сторону тепловых насосов. Другие штаты и территории также пересматривают политику.

Насколько велика экономия энергии?

По моим подсчетам, по сравнению с электрическим тепловентилятором или традиционным электрическим водонагревателем, тепловой насос может сэкономить 60-85% затрат на электроэнергию, что соответствует диапазону оценки правительства ACT.

Сравнивать с газом сложно, так как эффективность и цены на энергию сильно различаются. Однако, как правило, тепловой насос стоит примерно вдвое меньше для отопления, чем газ. Если вместо того, чтобы экспортировать избыточную солнечную энергию на крыше, вы используете ее для запуска теплового насоса, я подсчитал, что это будет на 90% дешевле, чем газ.

Тепловые насосы также хороши для климата. Мои расчеты показывают, что типичный тепловой насос, использующий среднее австралийское электричество из сети, сократит выбросы примерно на четверть по сравнению с газом и на три четверти по сравнению с электрическим вентилятором или панельным обогревателем.

Если высокоэффективный тепловой насос заменит неэффективное газовое отопление или будет работать в основном на солнечной энергии, сокращение может быть намного больше. Разрыв увеличивается по мере того, как возобновляемая электроэнергия с нулевым уровнем выбросов заменяет уголь и газ, а тепловые насосы становятся еще более эффективными.Горизонтальная гистограмма, показывающая экономию затрат для типичного дома с использованием электрических и сплит-систем для отопления по сравнению с газовым отоплением. Данные: Дорожная карта штата Виктория по замене газа на 2022 г., CC BY

Как работают тепловые насосы?

Имеющиеся сегодня тепловые насосы достигают КПД 300-600%, то есть на каждую единицу потребляемой электроэнергии они производят от трех до шести единиц тепла. Тепловые насосы могут работать и в условиях замерзания.

Как это возможно, когда максимальный КПД традиционных электрических и газовых обогревателей составляет 100%, а холодный воздух холодный?


 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Это не магия. Подумайте о своем холодильнике, который представляет собой небольшой тепловой насос. Внутри холодильника находится холодная панель, называемая испарителем. Он поглощает тепло от теплой пищи и других источников, потому что тепло естественным образом переходит от более теплого объекта к более холодному. Электродвигатель под холодильником приводит в действие компрессор, который концентрирует тепло до более высокой температуры, которое затем выбрасывается на вашу кухню. При этом стенки и задняя часть типичного холодильника нагреваются. Таким образом, ваш холодильник охлаждает еду, немного нагревая кухню.

Тепловой насос подчиняется законам термодинамики, которые теоретически позволяют ему работать с эффективностью от 200% до более 1,000%. Но чем больше разница температур, тем менее эффективен тепловой насос.

 Если тепловому насосу необходимо извлекать тепло из окружающей среды, как он может работать в холодную погоду? Помните, что ваш холодильник сохраняет холод в морозильной камере, одновременно отдавая тепло вашей кухне. Законы физики действуют. То, что мы воспринимаем как холодную температуру, на самом деле довольно жарко: все относительно.

В космическом пространстве температура близка к абсолютному нулю, ноль градусов Кельвина или -273 ℃. Таким образом, температура 0 ℃ (при которой вода замерзает) или даже рекомендуемая температура морозильной камеры -18 ℃ на самом деле довольно высокая по сравнению с космическим пространством.

Основная проблема теплового насоса в «холодную» погоду заключается в том, что на его теплообменнике может образовываться лед, так как водяной пар в воздухе охлаждается и конденсируется, а затем замерзает. Этот лед блокирует воздушный поток, который обычно подает «горячий» воздух к тепловому насосу. Тепловые насосы могут быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму эту проблему.

Как правильно выбрать тепловой насос для дома?

Выбор подходящего теплового насоса (более известного как кондиционер с обратным циклом) может быть сложным, поскольку большинство консультантов привыкли обсуждать варианты газа. Такие ресурсы, как yourhome.gov.au, choice.com.au и популярная страница в Facebook Мой эффективный электрический дом может помочь.

Все бытовые единицы должны иметь маркировку энергоэффективности (см. Energyrating.gov.au): чем больше звезд, тем лучше. Независимый FairAir веб-калькулятор позволяет оценить потребности дома в отоплении и охлаждении, а также размеры, необходимые для поддержания комфорта.

Большие тепловые насосы стоят дороже, поэтому ненужное увеличение размеров может стоить намного дороже. Кроме того, изоляция, герметизация сквозняков и другие меры по повышению эффективности здания позволяют купить меньший по размеру и более дешевый тепловой насос, который будет потреблять еще меньше энергии и обеспечивать больший комфорт.

При использовании теплового насоса очень важно очищать его фильтр каждые несколько месяцев. Забитый фильтр снижает эффективность и мощность нагрева и охлаждения. Если у вас есть старый тепловой насос, который больше не обеспечивает столько тепла (или охлаждения), возможно, он потерял некоторое количество хладагента и нуждается в доливке.Беседа

Об авторе

Алан Пирс, старший научный сотрудник отрасли, Университет RMIT

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Вам также может понравиться

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

ДОСТУПНЫЕ ЯЗЫКИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

колдовство и америка 11 15
Что греческий миф говорит нам о современном колдовстве
by Джоэл Кристенсен
Жизнь на Северном берегу в Бостоне осенью приносит великолепный поворот листьев и…
распространение болезни дома 11 26
Почему наши дома могут стать очагами COVID
by Бекки Танстолл
Оставаясь дома, многие из нас защитились от заражения COVID на работе, в школе, в магазинах или…
привлечение бизнеса к ответственности 11 14
Как компании могут говорить о социальных и экономических проблемах
by Саймон Пек и Себастьян Мена
Компании сталкиваются с растущим давлением в связи с решением социальных и экологических проблем, таких как…
молодая женщина или девушка, стоящая у стены граффити
Совпадение как упражнение для ума
by Бернард Бейтман, доктор медицины
Пристальное внимание к совпадениям тренирует ум. Упражнения приносят пользу разуму так же, как…
синдром внезапной детской смерти 11 17
Как защитить ребенка от синдрома внезапной детской смерти
by Рэйчел Мун
Каждый год около 3,400 младенцев в США внезапно и неожиданно умирают во сне, по данным…
женщина держится за голову, открыв рот от страха
Страх результатов: ошибки, неудачи, успехи, насмешки и многое другое
by Эвелин С. Рысдик
Люди, которые следуют структуре того, что было сделано раньше, редко имеют свежие идеи, как они…
возвращение домой не терпит неудачу 11 15
Почему возвращение домой не означает, что вы потерпели неудачу
by Рози Александр
Идея о том, что будущее молодых людей лучше всего обеспечивается, если они уезжают из маленьких городов и сельской местности…
бабушка (или, возможно, прабабушка) держит на руках новорожденного ребенка
Избавление от наследственной травмы и выбор даров предков
by Екатерина Шейнберг
Имеем ли мы дело с нашими собственными событиями или с семейной историей, процесс исправления…

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.