Varmepumper kan reducere dine energiomkostninger med op til 90 %. Det er ikke magi, bare en smart brug af fysikkens love

Varmepumper er ved at blive rasende rundt omkring i en verden, der er nødt til at skære ned på kulstofemissionerne hurtigt og samtidig reducere energiomkostningerne. I bygninger erstatter de rumopvarmning og vandopvarmning - og giver køling som en bonus.

En varmepumpe trækker varmen udefra, koncentrerer den (ved hjælp af en elektrisk kompressor) for at hæve temperaturen og pumper varmen derhen, hvor den er nødvendig. Faktisk har millioner af australske hjem allerede varmepumper i form af køleskabe og omvendte klimaanlæg købt til køling. De kan også varme og spare mange penge sammenlignet med andre former for opvarmning.

Allerede før restriktionerne for russisk gasforsyning udrullede mange europæiske lande varmepumper - selv i kolde klimaer. Nu accelererer regeringens politikker forandringer. USA, som har haft meget billig gas i de seneste år, har tilsluttet sig travlheden:Præsident Joe Biden har erklæret, at varmepumper er "essentielle for det nationale forsvar" og beordret øget produktion.

ACT-regeringen tilskynder til elektrificering af bygninger ved hjælp af varmepumper og overvejer lovgivning til at påbyde dette i nye boligbyggerier. Den victorianske regering lancerede for nylig en gassubstitutionskøreplan og omformer sine incitamentsprogrammer til varmepumper. Andre stater og territorier gennemgår også politikker.

Det er en stor dag for varmepumper. Læs vores erklæring for at forstå betydningen af ​​@POTUS' Defense Production Act-meddelelse.:https://t.co/HAayg9lcIX pic.twitter.com/D9WYqDp19J

— Rewiring America (@rewiringamerica) 6. juni 2022

Hvor store er besparelserne på energiomkostningerne?

I forhold til en elektrisk varmeblæser eller traditionel elektrisk varmtvandsservice, regner jeg med, at en varmepumpe kan spare 60-85 % på energiomkostningerne, hvilket svarer til ACT-regeringens skøn.

Sammenligninger med gas er vanskelige, da effektivitet og energipriser varierer meget. Typisk koster en varmepumpe dog omkring halvt så meget til opvarmning som gas. Hvis du i stedet for at eksportere din overskydende solenergi på taget bruger den til at køre en varmepumpe, regner jeg med, at det vil være op til 90 % billigere end gas.

Varmepumper er også gode for klimaet. Mine beregninger viser, at en typisk varmepumpe, der bruger gennemsnitlig australsk elektricitet fra nettet, vil reducere emissionerne med omkring en fjerdedel i forhold til gas og tre fjerdedele i forhold til en elektrisk blæser eller panelvarmer.

Hvis en højeffektiv varmepumpe erstatter ineffektiv gasopvarmning eller primært kører på solcelle, kan reduktionerne blive meget større. Kløften bliver større, efterhånden som nul-emission vedvarende elektricitet erstatter kul- og gasproduktion, og varmepumper bliver endnu mere effektive.

Hvordan fungerer varmepumper?

Varmepumper, der er tilgængelige i dag, opnår en effektivitet på 300-600 % - det vil sige, at for hver forbrugt elektricitetsenhed producerer de tre til seks enheder varme. Varmepumper kan også fungere under frostforhold.

Hvordan er dette muligt, når den maksimale effektivitet af traditionelle el- og gasvarmere er 100 %, og kold luft er kold?

Det er ikke magi. Tænk på dit køleskab, som er en lille varmepumpe. Inde i køleskabet er et koldt panel kaldet en fordamper. Det absorberer varme fra den varme mad og andre kilder, fordi varmen flyder naturligt fra en varmere genstand til en køligere genstand. Elmotoren under køleskabet driver en kompressor, der koncentrerer varmen til en højere temperatur, som den dumper ud i dit køkken. Siderne og bagsiden af ​​et typisk køleskab bliver varme, mens dette sker. Så dit køleskab køler maden, mens du varmer køkkenet lidt op.

En varmepumpe adlyder termodynamikkens love, som tillader den at fungere med effektiviteter fra 200 % til over 1.000 % i teorien. Men jo større temperaturforskellen er, jo mindre effektiv er varmepumpen.

Hvis en varmepumpe skal trække varme fra omgivelserne, hvordan kan den så fungere i koldt vejr? Husk dit køleskab holder fryseafdelingen kold, mens den pumper varme ind i dit køkken. Fysikkens love er på spil. Det, vi oplever som en kold temperatur, er faktisk ret varmt:det hele er relativt.

Outer space is close to a temperature known as absolute zero, zero degrees Kelvin, or—273℃. So a temperature of 0℃ (at which water freezes), or even the recommended freezer temperature of -18℃, is actually quite hot relative to outer space.

The main problem for a heat pump in "cold" weather is that ice can form on its heat exchanger, as water vapor in the air cools and condenses, then freezes. This ice blocks the air flow that normally provides the "hot" air to the heat pump. Heat pumps can be designed to minimize this problem.

How do you choose the right heat pump for your home?

Selecting a suitable heat pump (more commonly known as a reverse-cycle air conditioner) can be tricky, as most advisers are used to discussing gas options. Resources such as yourhome.gov.au, choice.com.au and the popular Facebook page My Efficient Electric Home can help.

All household units must carry energy labels (see energyrating.gov.au):the more stars the better. The independent FairAir web calculator allows you to estimate heating and cooling requirements of a home and the size needed to maintain comfort.

Bigger heat pumps are more expensive, so unnecessary oversizing can cost a lot more. Also, insulating, sealing drafts and other building efficiency measures allow you to buy a smaller, cheaper heat pump that will use even less energy and provide better comfort.

When using a heat pump, it is very important to clean its filter every few months. A blocked filter reduces efficiency and the heating and cooling output. If you have an older heat pump that no longer delivers as much heat (or cooling), it may have lost some refrigerant and need a top-up. + Udforsk yderligere

Next-gen heat pump could cut energy bills and carbon emissions

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.