Електричні теплові насоси використовують набагато менше енергії, ніж печі, а також можуть охолоджувати будинки - ось як вони працюють

зображення Опалення чи охолодження? Я роблю і те, і інше. FanFan61618 / Flickr, CC BY-SA

Щоб допомогти стримати кліматичні зміни, президент Байден поставив перед собою мету зменшити викиди парникових газів у США 50% -52% нижче рівня 2005 року до 2030 року. Досягнення цієї мети вимагатиме якнайшвидшого перетворення якомога більшої кількості видів викопного палива на електроенергію, а потім її отримання з низьковуглецевих та безвуглецевих джерел, таких як вітер, сонячна енергія, гідроенергія та атомна енергія.

Будинки, які люди жити і робота в споживають значну кількість енергії. У 2019 р. Припадало на комерційні та житлові будинки більше однієї сьомої викидів парникових газів у США. Нові стратегії опалення та охолодження є важливою частиною загадки.

На щастя, існує існуюча технологія, яка може це зробити: електричні теплові насоси, які в три-чотири рази ефективніші за печі. Ці пристрої обігрівають будинки взимку і охолоджують їх влітку, переміщуючи тепло в будівлі та з них, а не спалюючи викопне паливо.

Як вчений, орієнтований на відновлювана та чиста енергія, Я навчаюсь використання енергії в житлі і що означає уповільнення кліматичних змін індустріалізований і країни що розвиваються. Я бачу живлення будинків чистою відновлюваною електроенергією як важливу стратегію, яка також заощадить гроші споживачів.

Теплові насоси забирають повітря ззовні і використовують різницю температур між внутрішнім і зовнішнім повітрям для обігріву будівель. Багато також забезпечують охолодження, використовуючи майже однаковий механізм.

Теплові насоси працюють, рухаючись теплом, а не повітрям

У більшості систем опалення в США використовуються припливні печі, що працюють на природному газі чи електроенергії, або в деяких випадках мазут. Для обігріву будівлі системи спалюють паливо або використовують електроенергію для нагрівання повітря, а потім вдувають тепле повітря через повітроводи в окремі приміщення.

Тепловий насос працює більше як холодильник, який витягує енергію з повітря всередині холодильника і скидає цю енергію в приміщення, залишаючи всередині прохолодніше. Для обігріву будівлі тепловий насос витягує енергію з зовнішнє повітря or від землі і перетворює його в тепло для будинку.

Ось як це працює: Надзвичайно холодна рідина циркулює через котушки труб у зовнішньому блоці теплового насоса. Ця рідина поглинає енергію у вигляді тепла з навколишнього повітря, яке тепліше рідини. Рідина випаровується, а потім циркулює в компресор. Стискання будь-якого газу нагріває його, отже, цей процес виробляє тепло. Потім пара рухається по котушках трубопроводів у внутрішньому блоці теплового насоса, обігріваючи будівлю.

Влітку тепловий насос працює в зворотному напрямку, забирає енергію з приміщення і переміщує теплом на вулицю, хоча на вулиці спекотніше - в основному, він працює як більша версія холодильника.

Ефективніше печей

Для роботи теплових насосів потрібна певна кількість електроенергії, але це порівняно невелика кількість. Сучасні системи теплових насосів можуть передавати у три-чотири рази більше теплової енергії у вигляді тепла, ніж вони споживають електричної енергії для виконання цієї роботи, - і за це платить власник будинку.

Навпаки, перетворюючи енергію з однієї форми в іншу, як це роблять звичайні системи опалення, завжди витрачає частину цього. Це справедливо для спалювання нафти або газу для нагрівання повітря в печі або використання електричних нагрівачів для нагрівання повітря - хоча в цьому випадку відходи виникають при виробленні електроенергії. Близько двох третин енергії, що використовується для виробництва електроенергії на електростанції втрачені в процесі.

Модернізація резиденції і комерційні будівлі за допомогою теплових насосів підвищує ефективність опалення. У поєднанні з переходом від викопного палива до відновлюваних джерел енергії це ще більше знижує споживання енергії та викиди вуглецю.

Йде електричний

Зростання обмеження на використання викопного палива і активна політика він має стимулювання продажу теплових насосів в США та на міжнародному рівні. Теплові насоси в даний час використовуються в 5% опалювальних систем у всьому світі, частка, яку до 2030 року доведеться збільшити до однієї третини, а після досягнення - набагато вищою чисто-нульові викиди 2050.

У теплих районах з відносно низькими потребами в опаленні теплові насоси працюють дешевше, ніж печі. Податкові пільги, знижки на комунальні послуги або інші субсидії можуть також стимулювати видаткові кошти, включаючи федеральні стимули відновлений адміністрацією Байдена.

У надзвичайно холодному кліматі ці системи мають додатковий внутрішній обігрівач для допомоги. Цей пристрій не настільки ефективний, і може істотно витратити рахунки за електроенергію. Люди, які живуть у холодних місцях, можливо, захочуть подумати геотермальні теплові насоси як альтернатива.

Ці системи використовують той факт, що температура ґрунту тепліша за повітря взимку. Геотермальні системи збирають тепло від землі і використовують ту саму технологію рідини та компресора, що і теплові насоси джерела повітря для передачі тепла в будівлі. Вони коштують дорожче, оскільки їх установка передбачає земляні роботи, щоб поховати труби під землею, але вони також зменшити споживання електроенергії.

Новий, менший “міні-спліт ”системи теплових насосів добре працювати в усіх, крім найхолоднішого клімату. Замість того, щоб вимагати каналів для переміщення повітря через будівлі, ці системи підключаються до настінних блоків, які обігрівають або охолоджують окремі приміщення. Їх легко встановити і вибірково використовувати в окремих квартирах, що полегшує модернізацію великих будівель.

Навіть з найкращими системами опалення та охолодження, встановлення належної ізоляції та герметизація витоків будівлі є ключовими для зменшення споживання енергії. Ви також можете поекспериментувати з термостатом, щоб побачити, як мало ви можете обігріти або охолодити свій будинок, забезпечуючи комфорт усім.

Міні-спліт тепловий насос внутрішній блок, встановлений над каміном. Нова система міні-спліт теплового насоса. Роберт Бреча, CC BY-ND

Щоб допомогти з’ясувати, чи може тепловий насос працювати для вас, хорошим джерелом інформації є постачальник електроенергії. Багато комунальних служб пропонують домашній енергетичний аудит, який може визначити економічно ефективні способи зробити ваш будинок більш енергоефективним. Інші хороші джерела включають Міністерство енергетики США і Американська рада з енергоефективної економіки. У міру того, як поштовх до електрифікації суспільства набирає швидкості, теплові насоси готові відігравати центральну роль.

про автора

Роберт Бреча, професор з питань сталого розвитку, Університет Дейтона

home_home

Ця стаття спочатку з'явилася на Бесіда

Бесіда

ВАМ ТАКОЖ МОЖЕ СПОДОБАТИСЯ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ОСТАННІ ВІДЕО

Почалася велика міграція клімату
Почалася велика міграція клімату
by супер Користувач
Кліматична криза змушує тисячі людей у ​​всьому світі втекти, оскільки їхні будинки стають дедалі непридатними для життя.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останній доповіді Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначено, що без істотного зменшення…
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
by Тобі Тіррелл
Еволюція зайняла 3 або 4 мільярди років, щоб отримати Homo sapiens. Якби клімат повністю зазнав краху лише один раз у цьому ...
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
by Бріс Рі
Кінець останнього льодовикового періоду, приблизно 12,000 років тому, характеризувався заключною холодною фазою, яка називалася Молодший дріас ...
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
by Френк Весселінг і Маттео Латтуада
Уявіть, що ви перебуваєте на узбережжі і дивитесь на море. Перед вами лежить 100 метрів пустого піску, який виглядає як ...
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
by Річард Ернст
Ми можемо багато чого дізнатись про кліматичні зміни від Венери, нашої сестринської планети. В даний час Венера має поверхневу температуру…
П’ять кліматичних недовір: аварійний курс у дезінформації клімату
П’ять кліматичних недовір: катастрофа в дезінформації клімату
by Джон Кук
Це відео являє собою катастрофічний курс дезінформації клімату, узагальнюючи ключові аргументи, використані для сумніву в реальності ...
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
by Джулі Бригам-Гретт та Стів Печ
Щороку морський крижаний покрив у Північному Льодовитому океані зменшується до найнижчої точки в середині вересня. Цього року він вимірює лише 1.44…

ОСТАННІ СТАТТІ

яскраве світло з-під невеликої будівлі, терасові рисові поля під зоряним небом
Гарячі ночі псують внутрішній годинник рису
by Метт Шипман, штат Північна Кароліна
Нові дослідження з’ясовують, як спекотні ночі обмежують урожайність рису.
Білий ведмідь на великому насипі льоду та снігу
Зміна клімату загрожує останньому крижаному простору Арктики
by Ханна Хікі-У. Вашингтон
Частина арктичного регіону під назвою Останній крижаний простір вже демонструє зниження літнього морського льоду, повідомляють дослідники.
качан кукурудзи та листя на землі
Щоб вилучити вуглець, залишити залишки врожаю, щоб вони загнили?
by Іда Еріксен-У. Копенгаген
Рослинні матеріали, які гниють у ґрунті, роблять хороший компост і відіграють ключову роль у захопленні вуглецю, виявляють дослідження.
зображення
Дерева вмирають від спраги під час західної посухи - ось що відбувається в їх жилах
by Даніель Джонсон, доцент кафедри фізіології дерев та екології лісів, Університет штату Джорджія
Як і людям, деревам потрібна вода, щоб вижити в жаркі сухі дні, і вони можуть вижити лише короткий час під сильним жаром
зображення
Пояснення клімату: як МГЕЗК досягає наукового консенсусу щодо зміни клімату
by Ребекка Гарріс, старший викладач кліматології, директор, Програма кліматичного майбутнього, Університет Тасманії
Коли ми говоримо, що існує науковий консенсус щодо того, що вироблені людиною парникові гази спричиняють кліматичні зміни, що робить ...
Кліматична спека змінює кругообіг води Землі
by Тім Радфорд
Люди почали змінювати кругообіг води на Землі, і не в хорошому сенсі: очікуйте пізніше мусонних дощів і жаркіших ...
Зміна клімату: оскільки гірські райони теплі, гідроелектростанції можуть бути вразливими
Зміна клімату: оскільки гірські райони теплі, гідроелектростанції можуть бути вразливими
by Саймон Кук, старший викладач кафедри змін навколишнього середовища, Університет Данді
Близько 27 мільйонів кубічних метрів скелі та льодовикового льоду обвалилися з піку Ронті в північних Індійських Гімалаях…
Ядерна спадщина - дорогий головний біль у майбутньому
by Пол Браун
Як ви безпечно зберігаєте відпрацьовані ядерні відходи? Ніхто не знає. Це буде дорогим головним болем для наших нащадків.

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.