Shutterstock

Lämpöpumpuista on tulossa muotia ympäri maailmaa, jonka on leikattava hiilidioksidipäästöjä nopeasti ja samalla leikattava energiakustannuksia. Rakennuksissa ne korvaavat tilan lämmityksen ja vedenlämmityksen – ja tarjoavat jäähdytyksen bonuksena.

Lämpöpumppu ottaa lämmön ulkopuolelta, keskittää sen (sähkökompressorin avulla) nostaakseen lämpötilaa ja pumppaa lämmön sinne, missä sitä tarvitaan. Itse asiassa miljoonissa australialaisissa kodeissa on jo lämpöpumppuja jääkaapin ja käänteiskiertoilmastointilaitteiden muodossa, jotka on ostettu jäähdytystä varten. Ne voivat myös lämmittää ja säästää paljon rahaa muihin lämmitysmuotoihin verrattuna!

Jo ennen Venäjän kaasutoimitusten rajoituksia monissa Euroopan maissa ottivat käyttöön lämpöpumppuja – jopa kylmissä ilmastoissa. Nyt, hallituksen politiikka kiihdyttää muutosta. Yhdysvallat, jolla on ollut viime vuosina erittäin halpaa kaasua, on liittynyt kiireeseen: presidentti Joe Biden on ilmoitettu lämpöpumput ovat "välttämättömiä maanpuolustukselle" ja tilattua tuotantoa nostetaan.

ACT-hallitus kannustaa rakennusten sähköistämiseen lämpöpumppujen avulla ja on harkitsee lainsäädäntöä velvoittaa tämä uusiin asuntokohteisiin. Victorian hallitus käynnisti äskettäin a Kaasun korvaamisen etenemissuunnitelma ja suunnittelee uudelleen kannustinohjelmiaan lämpöpumppuihin. Myös muut osavaltiot ja alueet tarkistavat käytäntöjä.

Kuinka suuria säästöt ovat energiakustannuksissa?

Verrattuna sähkölämmittimeen tai perinteiseen sähkökäyttöiseen lämminvesihuoltoon lasken lämpöpumpun säästävän 60-85 % energiakustannuksissa, mikä on saman verran kuin ACT hallituksen arviot.

Vertailu kaasuun on hankalaa, sillä hyötysuhteet ja energian hinnat vaihtelevat paljon. Tyypillisesti lämpöpumpun lämmitys maksaa kuitenkin noin puolet kaasusta. Jos sen sijaan, että vietät ylimääräistä katolla olevaa aurinkoenergiaa, käytät sitä lämpöpumpun pyörittämiseen, lasken sen olevan jopa 90 % halvempaa kuin kaasu.

Lämpöpumput ovat hyviä myös ilmastolle. Laskelmani osoittavat, että tyypillinen lämpöpumppu, joka käyttää keskimääräistä australialaista sähköä verkosta, vähentää päästöjä noin neljänneksellä verrattuna kaasuun ja kolme neljäsosaa verrattuna sähkötuulettimeen tai paneelilämmittimeen.

Jos tehokas lämpöpumppu korvaa tehottoman kaasulämmityksen tai toimii pääosin aurinkoenergialla, vähennykset voivat olla paljon suurempia. Kuilu kasvaa, kun päästötön uusiutuva sähkö korvaa hiilen ja kaasun tuotannon ja lämpöpumput tehostuvat entisestään. Tiedot: Victorian osavaltion kaasun korvaamisen etenemissuunnitelma 2022, CC BY

Miten lämpöpumput toimivat?

Nykyään saatavilla olevat lämpöpumput saavuttavat 300-600 % hyötysuhteen – eli ne tuottavat jokaista kulutettua sähköyksikköä kohden kolmesta kuuteen yksikköä lämpöä. Lämpöpumput voivat toimia myös pakkasolosuhteissa.

Miten tämä on mahdollista, kun perinteisten sähkö- ja kaasulämmittimien maksimihyötysuhde on 100 % ja kylmä ilma on kylmää?

Se ei ole taikuutta. Ajattele jääkaappiasi, joka on pieni lämpöpumppu. Jääkaapin sisällä on kylmäpaneeli, jota kutsutaan höyrystimeksi. Se imee lämpöä lämpimästä ruoasta ja muista lähteistä, koska lämpö virtaa luonnollisesti lämpimämmästä esineestä kylmempään esineeseen. Jääkaapin alla oleva sähkömoottori käyttää kompressoria, joka keskittää lämmön korkeampaan lämpötilaan, jonka se syöttää keittiöösi. Tavallisen jääkaapin sivut ja takaosa lämpenevät tämän tapahtuessa. Joten jääkaappisi jäähdyttää ruokaa samalla kun lämmittää keittiötä hieman.

Lämpöpumppu noudattaa termodynamiikan lakeja, joiden ansiosta se toimii teoriassa 200 %:sta yli 1,000 %:iin. Mutta mitä suurempi lämpötilaero, sitä vähemmän tehokas lämpöpumppu on.

 Jos lämpöpumpun on otettava lämpöä ympäristöstä, miten se voi toimia kylmällä säällä? Muista, että jääkaappisi pitää pakastinosaston kylmänä ja pumppaa lämpöä keittiöösi. Fysiikan lait ovat pelissä. Se, mitä koemme kylmänä lämpötilana, on itse asiassa melko kuuma: kaikki on suhteellista.

Ulkoavaruus on lähellä lämpötilaa, joka tunnetaan nimellä absoluuttinen nolla, nolla Kelvin-astetta tai -273?. Lämpötila siis 0? (jossa vesi jäätyy) tai jopa suositeltu pakastimen lämpötila -18?, on itse asiassa melko kuuma suhteessa ulkoavaruuteen.

Lämpöpumpun suurin ongelma ”kylmällä” säällä on, että sen lämmönvaihtimeen voi muodostua jäätä, kun ilmassa oleva vesihöyry jäähtyy ja tiivistyy ja jäätyy. Tämä jää estää ilmavirran, joka normaalisti tuottaa "kuumaa" ilmaa lämpöpumppuun. Lämpöpumput voidaan suunnitella minimoimaan tämä ongelma.

Miten valitset kotiisi oikean lämpöpumpun?

Sopivan lämpöpumpun (tunnetaan yleisemmin käänteiskiertoilmastointilaitteena) valitseminen voi olla hankalaa, sillä useimmat neuvojat ovat tottuneet keskustelemaan kaasuvaihtoehdoista. Resursseja mm yourhome.gov.au, choice.com.au ja suosittu Facebook-sivu Oma tehokas sähkökäyttöinen kotini voi auttaa.

Kaikissa kodin yksiköissä on oltava energiamerkinnät (katso energyrating.gov.au): mitä enemmän tähtiä, sen parempi. Itsenäinen FairAir verkkolaskurin avulla voit arvioida kodin lämmitys- ja jäähdytystarpeen sekä mukavuuden ylläpitämiseen tarvittavan koon.

Isommat lämpöpumput ovat kalliimpia, joten tarpeeton ylimitoitus voi maksaa paljon enemmän. Lisäksi eristäminen, tiivistysvedokset ja muut rakennuksen tehokkuustoimenpiteet mahdollistavat pienemmän, halvemman lämpöpumpun, joka kuluttaa vielä vähemmän energiaa ja tarjoaa paremman mukavuuden.

Lämpöpumppua käytettäessä on erittäin tärkeää puhdistaa sen suodatin muutaman kuukauden välein. Tukkeutunut suodatin vähentää tehokkuutta sekä lämmitys- ja jäähdytystehoa. Jos sinulla on vanhempi lämpöpumppu, joka ei enää tuota yhtä paljon lämpöä (tai jäähdytystä), se on saattanut menettää kylmäainetta ja tarvitsee lisäystä.

Author

Alan Pears, teollisuusasiantuntija, RMIT-yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.