Elektryczne pompy ciepła zużywają znacznie mniej energii niż piece, a także mogą chłodzić domy – oto jak działają

obraz Ogrzewanie czy chłodzenie? Robię jedno i drugie. FanFan61618/Flickr, CC BY-SA

Aby pomóc w ograniczeniu zmian klimatycznych, prezydent Biden wyznaczył sobie cel obniżenia emisji gazów cieplarnianych w USA 50%-52% poniżej poziomów z 2005 r. do 2030 r.. Osiągnięcie tego celu będzie wymagało szybkiego przekształcenia jak największej liczby działań opartych na paliwach kopalnych na energię elektryczną, a następnie wytwarzania tej energii ze źródeł niskoemisyjnych i bezemisyjnych, takich jak energia wiatrowa, słoneczna, wodna i jądrowa.

Budynki, które ludzie relacja na żywo i praca w zużywają znaczne ilości energii. W 2019 roku budynki komercyjne i mieszkalne stanowiły więcej niż jedna siódma emisji gazów cieplarnianych w USA. Ważnym elementem układanki są nowe strategie ogrzewania i chłodzenia.

Na szczęście istnieje technologia, która może to zrobić: elektryczne pompy ciepła, które są trzy do czterech razy bardziej wydajne niż piece. Urządzenia te ogrzewają domy zimą i chłodzą je latem, przenosząc ciepło do iz budynków, a nie spalając paliwo kopalne.

Jako naukowiec skupiający się na energia odnawialna i czysta, Uczę się zużycie energii w mieszkaniu i co oznacza spowolnienie zmian klimatycznych uprzemysłowiony i kraje rozwijające się. Uważam, że zasilanie budynków czystą, odnawialną energią elektryczną jest podstawową strategią, która pozwoli również zaoszczędzić pieniądze konsumentów.

Pompy ciepła pobierają powietrze z zewnątrz i wykorzystują różnicę temperatur pomiędzy powietrzem wewnętrznym i zewnętrznym do ogrzewania budynków. Wiele z nich zapewnia również chłodzenie, wykorzystując prawie ten sam mechanizm.

Pompy ciepła działają poprzez przenoszenie ciepła, a nie powietrza

Większość systemów grzewczych w USA korzysta z pieców z wymuszonym obiegiem powietrza, które są zasilane gazem ziemnym lub energią elektryczną, a w niektórych przypadkach olej opałowy. Aby ogrzać budynek, systemy spalają paliwo lub wykorzystują energię elektryczną do podgrzewania powietrza, a następnie wdmuchują ciepłe powietrze kanałami do poszczególnych pomieszczeń.

Pompa ciepła działa bardziej jak lodówka, który pobiera energię z powietrza wewnątrz lodówki i zrzuca ją do pomieszczenia, pozostawiając wnętrze chłodniejsze. Aby ogrzać budynek, pompa ciepła pobiera energię z powietrze zewnętrzne or z ziemi i zamienia go na ogrzewanie domu.

Oto jak to działa: Wyjątkowo zimny płyn krąży w zwojach rurek w jednostce zewnętrznej pompy ciepła. Płyn ten pochłania energię w postaci ciepła z otaczającego powietrza, które jest cieplejsze od płynu. Płyn odparowuje, a następnie krąży w sprężarce. Sprężanie dowolnego gazu podgrzewa go, więc ten proces generuje ciepło. Następnie para przechodzi przez zwoje rurek w jednostce wewnętrznej pompy ciepła, ogrzewając budynek.

Latem pompa ciepła pracuje na odwrót, pobiera energię z pomieszczenia i przenosi to ciepło na zewnątrz, mimo że na zewnątrz jest cieplej – w zasadzie działa jak większa wersja lodówki.

Bardziej wydajne niż piece furnace

Pompy ciepła potrzebują do działania trochę energii elektrycznej, ale jest to stosunkowo niewielka ilość. Nowoczesne systemy pomp ciepła mogą przekazywać trzy lub cztery razy więcej energii cieplnej w postaci ciepła niż zużywają do tej pracy energię elektryczną – za którą płaci właściciel domu.

W przeciwieństwie do konwersji energii z jednej postaci na drugą, tak jak robią to konwencjonalne systemy grzewcze, zawsze trochę marnuje. Dotyczy to spalania oleju lub gazu do ogrzewania powietrza w piecu lub używania grzejników elektrycznych do ogrzewania powietrza – chociaż w takim przypadku odpady powstają, gdy wytwarzana jest energia elektryczna. Około dwie trzecie energii zużywanej do produkcji energii elektrycznej w elektrowni to zagubiony w procesie.

Modernizacja rezydencje i Nieruchomości komercyjne z pompami ciepła zwiększa efektywność ogrzewania. W połączeniu z przejściem z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii dodatkowo obniża zużycie energii i emisje dwutlenku węgla.

Elektryczność

Rozwój ograniczenia stosowania paliw kopalnych i proaktywne politykizwiększenie sprzedaży pomp ciepła w USA i na świecie. Pompy ciepła są obecnie używane w 5% systemów grzewczych na całym świecie, a udział ten będzie musiał wzrosnąć do jednej trzeciej do 2030 r., a następnie znacznie więcej, aby osiągnąć zerowa emisja netto według 2050.

W cieplejszych obszarach o stosunkowo niskim zapotrzebowaniu na ogrzewanie pompy ciepła są tańsze w eksploatacji niż piece. Ulgi podatkowe, rabaty na media lub inne dotacje mogą również stanowić zachęty do pomocy w pokryciu kosztów z góry, w tym zachęt federalnych przywrócony przez administrację Bidena.

W ekstremalnie zimnym klimacie systemy te mają dodatkową grzałkę wewnętrzną, która może pomóc. To urządzenie nie jest tak wydajne i może znacznie podnieść rachunki za prąd. Osoby mieszkające w zimnych miejscach mogą chcieć rozważyć geotermalne pompy ciepła jako alternatywa.

Systemy te wykorzystują fakt, że zimą temperatura gruntu jest wyższa niż powietrza. Systemy geotermalne gromadzą ciepło z ziemi i wykorzystują tę samą technologię płynów i sprężarek, co powietrzne pompy ciepła do przenoszenia ciepła do budynków. Kosztują więcej, ponieważ ich instalacja wiąże się z wykopem w celu zakopania rur pod ziemią, ale także zmniejszyć zużycie energii elektrycznej.

Nowy, mniejszy”systemy pomp ciepła mini-split działają dobrze we wszystkich, z wyjątkiem najzimniejszych klimatów. Zamiast wymagać kanałów do przemieszczania powietrza przez budynki, systemy te łączą się z jednostkami naściennymi, które ogrzewają lub chłodzą poszczególne pomieszczenia. Są łatwe w montażu i mogą być selektywnie stosowane w poszczególnych mieszkaniach, co ułatwia modernizację dużych budynków.

Nawet z najlepszymi systemami ogrzewania i chłodzenia, wykonanie odpowiedniej izolacji i uszczelnienie przecieków budowlanych building są kluczem do zmniejszenia zużycia energii. Możesz także poeksperymentować z termostatem, aby zobaczyć, jak mało możesz ogrzać lub schłodzić swój dom, jednocześnie zapewniając wszystkim komfort.

Mini jednostka wewnętrzna pompy ciepła typu split montowana nad kominkiem. Nowy system pompy ciepła typu mini split. Robert Brecha, CC BY-ND

Aby uzyskać pomoc w ustaleniu, czy pompa ciepła może pracować dla Ciebie, dobrym źródłem informacji jest dostawca energii elektrycznej. Wiele przedsiębiorstw użyteczności publicznej oferuje domowe audyty energetyczne, które mogą zidentyfikować opłacalne sposoby uczynienia domu bardziej energooszczędnym. Inne dobre źródła to: Departament Energii USA oraz Amerykańska Rada ds. Energooszczędnej Gospodarki. Ponieważ nacisk na elektryfikację społeczeństwa nabiera tempa, pompy ciepła są gotowe do odegrania głównej roli.

O autorze

Robert Brecha, profesor zrównoważonego rozwoju, University of Dayton

strona główna

Artykuł pierwotnie pojawił się na Konwersacje

Konwersacje

MOŻE CI SIĘ SPODOBAĆ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby Tyrrell
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

jasne światło spod małego budynku jasne tarasowe pola ryżowe pod rozgwieżdżonym niebem
Gorące noce psują wewnętrzny zegar ryżu
by Matt Shipman-NC Stan
Nowe badania wyjaśniają, w jaki sposób gorące noce ograniczają plony ryżu.
Niedźwiedź polarny na dużym kopcu lodu i śniegu
Zmiany klimatyczne zagrażają ostatniemu lodowcowi Arktyki
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Część arktycznego regionu, zwanego Obszarem Ostatniego Lodu, już wykazuje spadek letniego lodu morskiego - podają naukowcy.
kolby kukurydzy i liście na ziemi
W celu sekwestracji węgla pozostawić resztki upraw do gnicia?
by Ida Eriksen-U. Kopenhaga
Materiały roślinne, które gniją w glebie, stanowią dobry kompost i odgrywają kluczową rolę w sekwestracji węgla, jak wynika z badań.
obraz
Drzewa umierają z pragnienia podczas zachodniej suszy – oto, co dzieje się w ich żyłach
by Daniel Johnson, adiunkt fizjologii drzew i ekologii lasu, University of Georgia
Podobnie jak ludzie, drzewa potrzebują wody, aby przetrwać w gorące, suche dni, i mogą przetrwać tylko przez krótki czas w ekstremalnym upale…
obraz
Wyjaśnienie klimatu: jak IPCC osiąga konsensus naukowy w sprawie zmian klimatu
by Rebecca Harris, starszy wykładowca klimatologii, dyrektor programu Climate Futures, University of Tasmania
Kiedy mówimy, że istnieje naukowy konsensus, że gazy cieplarniane produkowane przez człowieka powodują zmiany klimatyczne, co…
Ciepło klimatu zmienia obieg wody na Ziemi
by Tim Radford
Ludzie zaczęli zmieniać obieg wody na Ziemi, i to nie w dobry sposób: spodziewaj się późniejszych deszczów monsunowych i większego pragnienia…
Zmiana klimatu: ze względu na ocieplenie regionów górskich elektrownie wodne mogą być narażone
Zmiana klimatu: ze względu na ocieplenie regionów górskich elektrownie wodne mogą być narażone
by Simon Cook, starszy wykładowca ds. zmian środowiskowych, Uniwersytet Dundee
Około 27 milionów metrów sześciennych skał i lodowców zawaliło się ze szczytu Ronti w północno-indyjskich Himalajach na…
Dziedzictwo nuklearne to kosztowny ból głowy na przyszłość
by Paul Brown
Jak bezpiecznie składować zużyte odpady promieniotwórcze? Nikt nie wie. To będzie kosztowny ból głowy dla naszych potomków.

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.