Shutterstock

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 rumvarme og vandvarme – 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, mange europæiske lande rullede varmepumper ud – selv i kolde klimaer. Nu, regeringens politik fremskynder forandringen. USA, som har haft meget billig gas i de senere år, har tilsluttet sig travlten: Det har præsident Joe Biden erklærede varmepumper er "essentielle for det nationale forsvar", og beordret produktion optrappet.

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

Hvor store er energibesparelserne?

I forhold til en elektrisk varmeblæser eller traditionel el-varmtvandsservice, regner jeg med, at en varmepumpe kan spare 60-85 % på energiomkostningerne, hvilket er et tilsvarende interval som 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. Data: State of Victoria Gas Substitution Roadmap 2022, CC BY

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.

Det ydre rum er tæt på en temperatur kendt som absolut nul, nul grader Kelvin eller -273?. Altså en temperatur på 0? (hvilket vand fryser), eller endda den anbefalede frysertemperatur på -18?, er faktisk ret varmt i forhold til det ydre rum.

Hovedproblemet for en varmepumpe i "koldt" vejr er, at der kan dannes is på dens varmeveksler, da vanddamp i luften afkøles og kondenserer for derefter at fryse. Denne is blokerer den luftstrøm, der normalt leverer den "varme" luft til varmepumpen. Varmepumper kan designes til at minimere dette problem.

Hvordan vælger du den rigtige varmepumpe til dit hjem?

Det kan være vanskeligt at vælge en passende varmepumpe (mere kendt som et klimaanlæg med omvendt cyklus), da de fleste rådgivere er vant til at diskutere gasmuligheder. Ressourcer som f.eks yourhome.gov.au, choice.com.au og den populære Facebook-side Mit effektive el-hjem kan hjælpe.

Alle husstandsenheder skal bære energimærker (se energyrating.gov.au): jo flere stjerner jo bedre. Den uafhængige FairAir webberegneren giver dig mulighed for at estimere varme- og afkølingsbehovet i et hjem og den nødvendige størrelse for at opretholde komforten.

Større varmepumper er dyrere, så unødvendig overdimensionering kan koste meget mere. Også isolering, tætning af træk og andre bygningseffektivitetstiltag giver dig mulighed for at købe en mindre, billigere varmepumpe, der bruger endnu mindre energi og giver bedre komfort.

Når du bruger en varmepumpe, er det meget vigtigt at rense dens filter med få måneders mellemrum. Et blokeret filter reducerer effektiviteten og varme- og køleeffekten. Hvis du har en ældre varmepumpe, der ikke længere leverer så meget varme (eller køling), kan den have mistet noget kølemiddel og trænge til efterfyldning.

Om forfatteren

Alan Pears, Senior Industry Fellow, RMIT University

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