Shutterstock

A hőszivattyúk divatossá válnak egy olyan világban, amelynek gyorsan kell csökkentenie a szén-dioxid-kibocsátást, miközben csökkenti az energiaköltségeket. Az épületekben a térfűtést és a vízmelegítést helyettesítik – bónuszként pedig hűtést biztosítanak.

A hőszivattyú kívülről vonja ki a hőt, koncentrálja azt (elektromos kompresszor segítségével), hogy növelje a hőmérsékletet, és a hőt oda pumpálja, ahol szükség van rá. Valójában több millió ausztrál otthon van már hőszivattyúval, hűtők és fordított ciklusú klímaberendezések formájában, amelyeket hűtésre vásároltak. Fűteni is tudnak, és sok pénzt takarítanak meg más fűtési formákhoz képest!

Még az orosz gázellátás korlátozása előtt sok európai országban hőszivattyúkat állítottak ki – még hideg éghajlaton is. Most, a kormány politikája felgyorsítja a változást. Az elmúlt években nagyon olcsó gázzal rendelkező Egyesült Államok is csatlakozott a rohanáshoz: Joe Biden elnök bevallott A hőszivattyúk „létfontosságúak a honvédelem számára”, és az elrendelt termelést fel kell gyorsítani.

Az ACT kormánya ösztönzi az épületek hőszivattyúkkal történő villamosítását, és az is jogszabályt mérlegelve ezt kötelezővé tenni az új lakásépítéseknél. A viktoriánus kormány nemrégiben elindította a Gázhelyettesítési ütemterv és ösztönző programjait a hőszivattyúk irányába alakítja át. Más államok és területek szintén felülvizsgálják az irányelveket.

Mekkora az energiaköltség megtakarítás?

Az elektromos fűtőtesthez vagy a hagyományos elektromos melegvíz szolgáltatáshoz képest számításom szerint egy hőszivattyúval 60-85%-os energiamegtakarítás érhető el, ami hasonló tartomány, mint ACT kormányzati becslések.

A gázzal való összehasonlítás bonyolult, mivel a hatásfok és az energiaárak nagyon eltérőek. Általában azonban egy hőszivattyú körülbelül fele annyiba kerül a fűtésre, mint a gáz. Ha ahelyett, hogy a felesleges tetőtéri napelemet exportálná, azt hőszivattyú működtetésére használja, számításom szerint akár 90%-kal olcsóbb lesz, mint a gáz.

A hőszivattyúk jót tesznek a klímának is. Számításaim azt mutatják, hogy egy tipikus hőszivattyú, amely átlagos ausztrál villamos energiát használ a hálózatról, körülbelül egynegyedével csökkenti a kibocsátást a gázhoz képest, és háromnegyedével egy elektromos ventilátorhoz vagy panelfűtőhöz képest.

Ha egy nagy hatásfokú hőszivattyú helyettesíti a nem hatékony gázfűtést, vagy főként napenergiával működik, akkor a csökkentés sokkal nagyobb lehet. A szakadék egyre nő, ahogy a szén- és gáztermelést a zéró kibocsátású megújuló villamos energia váltja fel, a hőszivattyúk pedig még hatékonyabbak lesznek. Adatok: Victoria állam gázhelyettesítési ütemterve, 2022, CC BY

Hogyan működnek a hőszivattyúk?

A ma kapható hőszivattyúk 300-600%-os hatásfokot érnek el – vagyis minden egyes elfogyasztott áramra három-hat egység hőt termelnek. A hőszivattyúk fagyos körülmények között is működhetnek.

Hogyan lehetséges ez, amikor a hagyományos elektromos és gázfűtők maximális hatásfoka 100%, a hideg levegő pedig hideg?

Ez nem varázslat. Gondoljon a hűtőszekrényére, amely egy kis hőszivattyú. A hűtőszekrény belsejében van egy hideg panel, az úgynevezett elpárologtató. Elnyeli a meleg ételből és más forrásokból származó hőt, mivel a hő természetes módon áramlik a melegebb tárgyról a hidegebbre. A hűtő alatti villanymotor egy kompresszort hajt meg, amely a hőt magasabb hőmérsékletre koncentrálja, amit a konyhába juttat. Egy tipikus hűtőszekrény oldala és hátlapja felmelegszik, amikor ez megtörténik. Így a hűtő hűti az ételt, miközben egy kicsit felfűti a konyhát.

A hőszivattyú betartja a termodinamika törvényeit, amelyek lehetővé teszik, hogy elméletileg 200% és 1,000% feletti hatásfokkal működjön. De minél nagyobb a hőmérséklet-különbség, annál kevésbé hatékony a hőszivattyú.

 Ha egy hőszivattyúnak hőt kell vonnia a környezetből, hogyan működhet hideg időben? Ne feledje, hogy a hűtőszekrény hidegen tartja a fagyasztórekeszt, miközben meleget pumpál a konyhába. A fizika törvényei játszanak. Amit hideg hőmérsékletként élünk meg, az valójában elég meleg: mindez relatív.

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.

A hőszivattyú fő problémája „hideg” időben az, hogy a hőcserélőjén jég képződhet, mivel a levegőben lévő vízgőz lehűl és lecsapódik, majd megfagy. Ez a jég blokkolja a légáramlást, amely általában a „meleg” levegőt szolgáltatja a hőszivattyúnak. A hőszivattyúk úgy tervezhetők, hogy minimálisra csökkentsék ezt a problémát.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő hőszivattyút otthonunkba?

A megfelelő hőszivattyú (közismertebb nevén fordított ciklusú légkondicionáló) kiválasztása bonyolult lehet, mivel a legtöbb tanácsadó hozzászokott a gázlehetőségek megvitatásához. Olyan források, mint pl yourhome.gov.au, choice.com.au és a népszerű Facebook oldal Hatékony elektromos otthonom segíthet.

Minden háztartási egységnek energiacímkével kell rendelkeznie (lásd energyrating.gov.au): minél több csillag, annál jobb. A független FairAir A webkalkulátor segítségével megbecsülheti egy otthon fűtési és hűtési igényeit, valamint a kényelem fenntartásához szükséges méretet.

A nagyobb hőszivattyúk drágábbak, így a felesleges túlméretezés sokkal többe kerülhet. Ezenkívül a szigetelés, a huzattömítés és más épülethatékonysági intézkedések lehetővé teszik egy kisebb, olcsóbb hőszivattyú vásárlását, amely még kevesebb energiát használ fel és jobb kényelmet biztosít.

Hőszivattyú használatakor nagyon fontos, hogy néhány havonta tisztítsa meg a szűrőjét. Az eltömődött szűrő csökkenti a hatékonyságot és a fűtési és hűtési teljesítményt. Ha van egy régebbi hőszivattyúja, amely már nem ad le annyi hőt (vagy hűtést), előfordulhat, hogy elveszett egy kis hűtőközeg, és utántöltést igényel.

A szerzőről

Alan Pears, vezető ipari munkatárs, RMIT Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.