Shutterstock

Pompele de căldură devin furori într-o lume care trebuie să reducă rapid emisiile de carbon, reducând în același timp costurile cu energia. În clădiri, acestea înlocuiesc încălzirea spațiului și încălzirea apei – și oferă răcire ca bonus.

O pompă de căldură extrage căldura din exterior, o concentrează (folosind un compresor electric) pentru a crește temperatura și pompează căldura acolo unde este nevoie. Într-adevăr, milioane de case australiene au deja pompe de căldură sub formă de frigidere și aparate de aer condiționat cu ciclu invers cumpărate pentru răcire. Se pot încălzi, de asemenea, și economisesc mulți bani în comparație cu alte forme de încălzire!

Chiar înainte de restricțiile privind furnizarea de gaze rusești, multe țări europene au lansat pompe de căldură – chiar și în climatele reci. Acum, politicile guvernamentale accelerează schimbarea. Statele Unite, care au avut gaze foarte ieftine în ultimii ani, s-au alăturat grabei: președintele Joe Biden a avut declarat pompele de căldură sunt „esențiale pentru apărarea națională” și se impune intensificarea producției.

Guvernul ACT încurajează electrificarea clădirilor cu ajutorul pompelor de căldură și este avand in vedere legislatia să impună acest lucru în noile dezvoltări de locuințe. Guvernul victorian a lansat recent o Foaia de parcurs pentru înlocuirea gazelor și își reformează programele de stimulente către pompele de căldură. Alte state și teritorii revizuiesc și ele politicile.

Cât de mari sunt economiile de energie?

În comparație cu un radiator electric cu ventilator sau un serviciu tradițional de apă caldă electrică, calculez că o pompă de căldură poate economisi 60-85% din costurile de energie, ceea ce este un interval similar cu estimări guvernamentale ACT.

Comparațiile cu gazul sunt complicate, deoarece eficiența și prețurile la energie variază foarte mult. De obicei, totuși, o pompă de căldură costă aproximativ jumătate mai mult pentru încălzire decât gazul. Dacă, în loc să exportați excesul de energie solară de pe acoperiș, o folosiți pentru a rula o pompă de căldură, calculez că va fi cu până la 90% mai ieftină decât gazul.

Pompele de căldură sunt bune și pentru climă. Calculele mele arată că o pompă de căldură tipică care utilizează electricitatea medie australiană de la rețea va reduce emisiile cu aproximativ un sfert față de gaz și cu trei sferturi față de un ventilator electric sau cu panou de încălzire.

Dacă o pompă de căldură de înaltă eficiență înlocuiește încălzirea ineficientă pe gaz sau funcționează în principal cu energie solară, reducerile pot fi mult mai mari. Decalajul se mărește pe măsură ce electricitatea regenerabilă cu emisii zero înlocuiește generarea de cărbune și gaz, iar pompele de căldură devin și mai eficiente. Date: Foaia de parcurs pentru înlocuirea gazelor din statul Victoria 2022, CC BY

Cum funcționează pompele de căldură?

Pompele de căldură disponibile astăzi ating o eficiență de 300-600% - adică pentru fiecare unitate de energie electrică consumată, produc trei până la șase unități de căldură. Pompele de căldură pot funcționa și în condiții de îngheț.

Cum este posibil acest lucru, când eficiența maximă a încălzitoarelor tradiționale electrice și pe gaz este de 100%, iar aerul rece este rece?

Nu este magie. Gândește-te la frigiderul tău, care este o pompă de căldură mică. În interiorul frigiderului este un panou rece numit evaporator. Absoarbe căldură din alimentele calde și din alte surse, deoarece căldura curge în mod natural de la un obiect mai cald la un obiect mai rece. Motorul electric de sub frigider antrenează un compresor care concentrează căldura la o temperatură mai ridicată, pe care o aruncă în bucătărie. Laturile și spatele unui frigider tipic se încălzesc pe măsură ce se întâmplă acest lucru. Așa că frigiderul tău răcește mâncarea în timp ce încălzește puțin bucătăria.

O pompă de căldură respectă legile termodinamicii, care îi permit să funcționeze la eficiențe de la 200% la peste 1,000% în teorie. Dar cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât pompa de căldură este mai puțin eficientă.

 Dacă o pompă de căldură trebuie să atragă căldură din mediu, cum poate funcționa pe vreme rece? Amintiți-vă că frigiderul menține compartimentul congelator rece în timp ce pompează căldură în bucătărie. Legile fizicii sunt în joc. Ceea ce experimentăm ca o temperatură rece este de fapt destul de fierbinte: totul este relativ.

Spațiul exterior este aproape de o temperatură cunoscută sub numele de zero absolut, zero grade Kelvin sau –273?. Deci o temperatură de 0? (la care apa îngheață), sau chiar temperatura recomandată a congelatorului de -18?, este de fapt destul de fierbinte în raport cu spațiul exterior.

Principala problemă pentru o pompă de căldură pe vreme „rece” este că se poate forma gheață pe schimbătorul său de căldură, deoarece vaporii de apă din aer se răcesc și se condensează, apoi îngheață. Această gheață blochează fluxul de aer care furnizează în mod normal aerul „fierbinte” pompei de căldură. Pompele de căldură pot fi proiectate pentru a minimiza această problemă.

Cum alegi pompa de caldura potrivita pentru casa ta?

Selectarea unei pompe de căldură adecvată (cunoscută mai frecvent ca un aparat de aer condiționat cu ciclu invers) poate fi dificilă, deoarece majoritatea consilierilor sunt obișnuiți să discute despre opțiunile de gaz. Resurse precum yourhome.gov.au, choice.com.au și populara pagină de Facebook Casa mea electrică eficientă poate ajuta.

Toate unitățile de uz casnic trebuie să aibă etichete energetice (vezi energyrating.gov.au): cu cât mai multe stele, cu atât mai bine. Independentul FairAir calculatorul web vă permite să estimați cerințele de încălzire și răcire ale unei locuințe și dimensiunea necesară pentru a menține confortul.

Pompele de căldură mai mari sunt mai scumpe, așa că supradimensionarea inutilă poate costa mult mai mult. De asemenea, izolarea, etanșarea curenților și alte măsuri de eficiență a clădirii vă permit să cumpărați o pompă de căldură mai mică, mai ieftină, care va folosi și mai puțină energie și va oferi un confort mai bun.

Când folosiți o pompă de căldură, este foarte important să curățați filtrul acesteia la fiecare câteva luni. Un filtru blocat reduce eficiența și puterea de încălzire și răcire. Dacă aveți o pompă de căldură mai veche care nu mai furnizează la fel de multă căldură (sau răcire), este posibil să fi pierdut ceva agent frigorific și să aibă nevoie de o completare.

Despre autor

Alan Pears, Senior Industry Fellow, Universitatea RMIT

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.