Shutterstock

Οι αντλίες θερμότητας γίνονται όλο και πιο μανία σε έναν κόσμο που πρέπει να μειώσει γρήγορα τις εκπομπές άνθρακα, περιορίζοντας ταυτόχρονα το κόστος ενέργειας. Στα κτίρια, αντικαθιστούν τη θέρμανση χώρων και τη θέρμανση νερού – και παρέχουν ψύξη ως μπόνους.

Μια αντλία θερμότητας εξάγει θερμότητα από το εξωτερικό, τη συγκεντρώνει (χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό συμπιεστή) για να αυξήσει τη θερμοκρασία και αντλεί τη θερμότητα εκεί που χρειάζεται. Πράγματι, εκατομμύρια αυστραλιανά σπίτια διαθέτουν ήδη αντλίες θερμότητας με τη μορφή ψυγείων και κλιματιστικών αντίστροφου κύκλου που έχουν αγοραστεί για ψύξη. Μπορούν επίσης να θερμάνουν και εξοικονομούν πολλά χρήματα σε σύγκριση με άλλες μορφές θέρμανσης!

Ακόμη και πριν από τους περιορισμούς στην παροχή ρωσικού φυσικού αερίου, πολλές ευρωπαϊκές χώρες κυκλοφόρησαν αντλίες θερμότητας - ακόμη και σε ψυχρά κλίματα. Τώρα, οι κυβερνητικές πολιτικές επιταχύνουν την αλλαγή. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, οι οποίες είχαν πολύ φθηνό φυσικό αέριο τα τελευταία χρόνια, εντάχθηκαν στη βιασύνη: ο πρόεδρος Τζο Μπάιντεν έχει δηλώνονται Οι αντλίες θερμότητας είναι «απαραίτητες για την εθνική άμυνα» και με εντολή να αυξηθεί η παραγωγή.

Η κυβέρνηση ACT ενθαρρύνει την ηλεκτροδότηση κτιρίων με χρήση αντλιών θερμότητας και είναι εξετάζοντας τη νομοθεσία να το επιβάλει αυτό σε νέες οικιστικές αναπτύξεις. Η κυβέρνηση της Βικτώριας ξεκίνησε πρόσφατα ένα Οδικός χάρτης αντικατάστασης αερίου και αναδιαμορφώνει τα προγράμματα κινήτρων της προς τις αντλίες θερμότητας. Άλλα κράτη και εδάφη επανεξετάζουν επίσης τις πολιτικές.

Πόσο μεγάλη είναι η εξοικονόμηση κόστους ενέργειας;

Σε σχέση με έναν ηλεκτρικό αερόθερμο ή την παραδοσιακή ηλεκτρική υπηρεσία ζεστού νερού, υπολογίζω ότι μια αντλία θερμότητας μπορεί να εξοικονομήσει 60-85% στο κόστος ενέργειας, το οποίο είναι παρόμοιο εύρος με ACT κυβερνητικές εκτιμήσεις.

Οι συγκρίσεις με το φυσικό αέριο είναι δύσκολες, καθώς η απόδοση και οι τιμές της ενέργειας ποικίλλουν πολύ. Τυπικά, όμως, μια αντλία θερμότητας κοστίζει περίπου το μισό για θέρμανση από το φυσικό αέριο. Εάν, αντί να εξάγετε την πλεονάζουσα ηλιακή ισχύ στην ταράτσα, τη χρησιμοποιήσετε για να λειτουργήσετε μια αντλία θερμότητας, υπολογίζω ότι θα είναι έως και 90% φθηνότερο από το φυσικό αέριο.

Οι αντλίες θερμότητας είναι επίσης καλές για το κλίμα. Οι υπολογισμοί μου δείχνουν ότι μια τυπική αντλία θερμότητας που χρησιμοποιεί μέση αυστραλιανή ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο θα μειώσει τις εκπομπές κατά περίπου ένα τέταρτο σε σχέση με το φυσικό αέριο και τα τρία τέταρτα σε σχέση με έναν ηλεκτρικό ανεμιστήρα ή έναν θερμαντήρα πάνελ.

Εάν μια αντλία θερμότητας υψηλής απόδοσης αντικαταστήσει την αναποτελεσματική θέρμανση αερίου ή λειτουργεί κυρίως με ηλιακή ενέργεια, οι μειώσεις μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερες. Το χάσμα διευρύνεται καθώς η ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές μηδενικών εκπομπών αντικαθιστά την παραγωγή άνθρακα και αερίου και οι αντλίες θερμότητας γίνονται ακόμη πιο αποτελεσματικές. Δεδομένα: Οδικός χάρτης αντικατάστασης αερίου της πολιτείας της Βικτώριας 2022, CC BY

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας;

Οι αντλίες θερμότητας που διατίθενται σήμερα επιτυγχάνουν απόδοση 300-600% - δηλαδή, για κάθε μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται, παράγουν τρεις έως έξι μονάδες θερμότητας. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να λειτουργήσουν και σε συνθήκες κατάψυξης.

Πώς είναι δυνατό αυτό, όταν η μέγιστη απόδοση των παραδοσιακών ηλεκτρικών και αερίου θερμάστρες είναι 100%, και ο κρύος αέρας είναι κρύος;

Δεν είναι μαγεία. Σκεφτείτε το ψυγείο σας, το οποίο είναι μια μικρή αντλία θερμότητας. Μέσα στο ψυγείο υπάρχει ένα κρύο πάνελ που ονομάζεται εξατμιστής. Απορροφά τη θερμότητα από το ζεστό φαγητό και άλλες πηγές, επειδή η θερμότητα ρέει φυσικά από ένα θερμότερο αντικείμενο σε ένα πιο ψυχρό αντικείμενο. Ο ηλεκτροκινητήρας κάτω από το ψυγείο οδηγεί έναν συμπιεστή που συγκεντρώνει τη θερμότητα σε υψηλότερη θερμοκρασία, την οποία απορρίπτει στην κουζίνα σας. Τα πλαϊνά και το πίσω μέρος ενός τυπικού ψυγείου ζεσταίνονται καθώς συμβαίνει αυτό. Έτσι το ψυγείο σας δροσίζει τα τρόφιμα ενώ ζεσταίνει λίγο την κουζίνα.

Μια αντλία θερμότητας υπακούει στους νόμους της θερμοδυναμικής, που της επιτρέπουν να λειτουργεί με αποδόσεις από 200% έως πάνω από 1,000% θεωρητικά. Αλλά όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας, τόσο λιγότερο αποδοτική είναι η αντλία θερμότητας.

 Εάν μια αντλία θερμότητας χρειάζεται να αντλεί θερμότητα από το περιβάλλον, πώς μπορεί να λειτουργήσει σε κρύο καιρό; Θυμηθείτε ότι το ψυγείο σας διατηρεί τον θάλαμο κατάψυξης κρύο ενώ αντλεί θερμότητα στην κουζίνα σας. Οι νόμοι της φυσικής παίζουν. Αυτό που βιώνουμε ως ψυχρή θερμοκρασία είναι στην πραγματικότητα αρκετά ζεστό: είναι όλα σχετικά.

Το εξωτερικό διάστημα είναι κοντά σε μια θερμοκρασία γνωστή ως απόλυτο μηδέν, μηδέν βαθμοί Κέλβιν ή –273?. Άρα θερμοκρασία 0; (στην οποία το νερό παγώνει), ή ακόμα και η συνιστώμενη θερμοκρασία κατάψυξης των -18?, είναι στην πραγματικότητα αρκετά ζεστή σε σχέση με το διάστημα.

Το κύριο πρόβλημα για μια αντλία θερμότητας σε «κρύο» καιρό είναι ότι μπορεί να σχηματιστεί πάγος στον εναλλάκτη θερμότητας της, καθώς οι υδρατμοί στον αέρα ψύχονται και συμπυκνώνονται και στη συνέχεια παγώνουν. Αυτός ο πάγος εμποδίζει τη ροή του αέρα που κανονικά παρέχει τον «καυτό» αέρα στην αντλία θερμότητας. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να σχεδιαστούν για να ελαχιστοποιήσουν αυτό το πρόβλημα.

Πώς επιλέγετε τη σωστή αντλία θερμότητας για το σπίτι σας;

Η επιλογή μιας κατάλληλης αντλίας θερμότητας (πιο γνωστή ως κλιματιστικό αντίστροφου κύκλου) μπορεί να είναι δύσκολη, καθώς οι περισσότεροι σύμβουλοι συνηθίζουν να συζητούν τις επιλογές αερίου. Πόροι όπως yourhome.gov.au, Choice.com.au και η δημοφιλής σελίδα στο Facebook Το αποδοτικό ηλεκτρικό σπίτι μου μπορεί να βοηθήσει.

Όλες οι οικιακές μονάδες πρέπει να φέρουν ενεργειακές ετικέτες (βλ Energyrating.gov.au): όσο περισσότερα αστέρια τόσο το καλύτερο. Ο ανεξάρτητος FairAir Η ηλεκτρονική αριθμομηχανή σάς επιτρέπει να υπολογίσετε τις απαιτήσεις θέρμανσης και ψύξης ενός σπιτιού και το μέγεθος που απαιτείται για τη διατήρηση της άνεσης.

Οι μεγαλύτερες αντλίες θερμότητας είναι πιο ακριβές, επομένως η περιττή υπερμεγέθυνση μπορεί να κοστίσει πολύ περισσότερο. Επίσης, η μόνωση, η στεγανοποίηση ρευμάτων και άλλα μέτρα απόδοσης κτιρίου σάς επιτρέπουν να αγοράσετε μια μικρότερη, φθηνότερη αντλία θερμότητας που θα καταναλώνει ακόμη λιγότερη ενέργεια και θα παρέχει καλύτερη άνεση.

Όταν χρησιμοποιείτε μια αντλία θερμότητας, είναι πολύ σημαντικό να καθαρίζετε το φίλτρο της κάθε λίγους μήνες. Ένα φραγμένο φίλτρο μειώνει την απόδοση και την απόδοση θέρμανσης και ψύξης. Εάν έχετε μια παλαιότερη αντλία θερμότητας που δεν παρέχει πλέον τόση θερμότητα (ή ψύξη), μπορεί να έχει χάσει κάποιο ψυκτικό μέσο και να χρειάζεται συμπλήρωση.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Άλαν Πιρς, Senior Industry Fellow, Πανεπιστήμιο RMIT

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.