Lukemisopas
Lämpöpumput ovat nykyään kovassa huudossa, erityisesti Euroopassa, jossa jotkut maat pyrkivät kieltämään fossiilisten polttoaineiden uunien ja kattiloiden asennuksen ja suosimaan ympäristöystävällisempiä vaihtoehtoja, kuten energiatehokkaita lämpöpumppuja. (Uunit lämmittävät ilmaa ja jakavat sen putkien kautta koko taloon, kun taas kattilat lämmittävät vettä käyttöveden tai höyrylämmityksen tuottamiseksi.) Tänä vuonna Yhdysvaltain hallitus alkoi tarjota verokannustimia lämpöpumppujen asentamiseen, jotka yleensä maksavat aluksi enemmän kuin perinteiset uunit, mutta ovat paljon tehokkaampia pitkällä aikavälillä.
Uusien energialähteiden alalla akkujen rajallinen kapasiteetti on myös saanut teollisuuden siirtymään lämpöpumppuihin. Joten ehkä on aika oppia nopeasti, mitä lämpöpumput tarkoittavat ja mitä ne tekevät.
Mikä on yleisin lämpöpumpputyyppi?
Viimeaikaisen kohun vuoksi saatat yllättyä kuullessasi, että käytät jolämpöpumppu- sinulla on luultavasti useampi kuin yksi kotonasi ja useampi kuin yksi autossasi. Et vain kutsu niitä lämpöpumpuiksi: käytät termejä "jääkaappi" tai "ilmastointilaite".
Itse asiassa nämä koneet ovat lämpöpumppuja, mikä tarkoittaa, että ne siirtävät lämpöä suhteellisen kylmästä paikasta suhteellisen kuumaan paikkaan. Lämpö virtaa spontaanisti kuumasta kylmään. Mutta jos haluat muuttaa sen kylmästä kuumaksi, sinun on "pumpattava" se. Paras analogia tässä on vesi, joka virtaa alas mäkeä itsekseen, mutta se on pumpattava ylös mäkeä.
Kun pumppaat kylmävaraston (ilma, vesi jne.) sisältämän lämmön kuumaan varastoon, kylmävarasto kylmenee ja kuuma varasto kuumenee. Juuri tästä jääkaappisi tai ilmastointilaitteesi on kyse – se siirtää lämpöä tarpeettomasta paikasta muualle, eikä haittaa, vaikka tuhlaisit hieman ylimääräistä lämpöä.
Kuinka tehdä käytännöllinen jäähdytin lämpöpumpulla?
Keskeinen oivallus, joka tuottilämpöpumput tapahtui 1800-luvun alussa, kun useat keksijät, mukaan lukien Jacob Perkins, ymmärsivät, että he voisivat jäähdyttää jotakin tällä tavalla tuhlaamatta jäähdytyksen aikaansaamiseksi haihtuvia nesteitä. He väittivät, että sen sijaan, että nämä höyryt vapautettaisiin ilmakehään, olisi parempi kerätä ne, tiivistää ne nesteeksi ja käyttää tätä nestettä uudelleen jäähdytysaineena.
Sitä varten jääkaapit ja ilmastointilaitteet ovat olemassa. Ne höyrystävät nestemäisiä kylmäaineita ja käyttävät kylmää höyryä lämmön imemiseen jääkaapin tai auton sisältä. Sitten ne puristavat kaasun, joka tiivistyy takaisin nestemäiseksi. Tämä neste on nyt kuumempaa kuin käynnistyessään, joten osa sen sisältämästä lämmöstä voi helposti (mahdollisesti tuulettimen avulla) virrata ympäröivään ympäristöön – joko ulkona tai muualla keittiössä.
Se sanottuna: tunnet lämpöpumput hyvin; viittaat niihin vain jatkuvasti ilmastointilaitteina ja jääkaappeina.
Tehdäänpä nyt toinen ajatuskoe. Jos sinulla on ikkunailmastointi, voit tehdä sen jopa oikeana kokeena. Asenna se väärin päin. Eli asenna sen säätimet ikkunan ulkopuolelle. Tee tämä viileällä ja kuivalla säällä. Mitä tapahtuu?
Kuten arvata saattaa, se puhaltaa kylmää ilmaa takapihallesi ja vapauttaa lämpöä kotiisi. Se siis edelleen kuljettaa lämpöä ja tekee kodistasi mukavamman lämmittämällä sitä. Toki se viilentää ulkoilmaa, mutta vaikutus minimoituu, kun olet poissa ikkunoiden ääreltä.
Sinulla on nyt lämpöpumppu kotisi lämmittämiseen. Se ei ehkä ole paras vaihtoehto.lämpöpumppu, mutta se toimii. Lisäksi kesän tullen voit kääntää sen ylösalaisin ja käyttää sitä ilmastointilaitteena.
Älä tietenkään tee niin. Jos yrität sitä, se epäilemättä epäonnistuu ensimmäisellä kerralla, kun sataa ja vettä pääsee säätimeen. Sen sijaan voit ostaa itsellesi kaupallisen "ilmalämpöpumpun", joka käyttää samaa periaatetta kotisi lämmittämiseen.
Ongelmana on tietenkin se, että vodka on kallista, ja se loppuu nopeasti viinin jäähdyttämiseen. Vaikka korvaisit vodkan halvemmalla denaturoidulla spriillä, valitat pian kustannuksista.
Joissakin näistä laitteista on niin sanottuja peruutusventtiilejä, joiden avulla sama laite voi suorittaa kaksoisroolia: ne voivat pumpata lämpöä ulkoa sisään tai sisältä ulos, tarjoten sekä lämmitystä että ilmastointia, kuten alla kuvataan.
Miksi lämpöpumput ovat tehokkaampia kuin sähkölämmittimet?
Lämpöpumput ovat tehokkaampia kuin sähkölämmittimet, koska ne eivät tarvitse sähköä lämmön tuottamiseen. Lämmityslaitteen käyttämä sähkölämpöpumppuSe tuottaa jonkin verran lämpöä, mutta mikä tärkeintä, se pumppaa lämpöä ulkoa kotiisi. Kotiin vapautuvan lämmön ja sähkökompressorille lähetetyn energian suhdetta kutsutaan hyötykertoimeksi eli COP:ksi.
Yksinkertaisen sähköisen lämmittimen, joka tuottaa kaiken sähköisen lämmityselementin tuottaman lämmön, COP on 1. Toisaalta lämpöpumpun COP voi olla suuruusluokkaa suurempi.
Lämpöpumpun COP ei kuitenkaan ole kiinteä arvo. Se on kääntäen verrannollinen kahden säiliön väliseen lämpötilaeroon, joihin lämpöä pumpataan. Jos pumppaat lämpöä ei-liian-kylmästä säiliöstä ei-liian-kuumaan rakennukseen, COP-arvo on suuri, mikä tarkoittaa, että lämpöpumppusi on erittäin tehokas sähkönkäytössä. Mutta jos yrität pumpata lämpöä erittäin kylmästä säiliöstä jo lämpimään rakennukseen, COP-arvo pienenee, mikä tarkoittaa, että hyötysuhde kärsii.
Tulos on juuri sitä, mitä intuitiivisesti odotat: on parasta käyttää lämpimintä löydettävää ulkolämpövaraajana.
Ilmalämpöpumput, jotka käyttävät ulkoilmaa lämmönvaraajana, ovat tässä suhteessa huonoin vaihtoehto, koska ulkoilma on erittäin kylmää talven lämmityskaudella. Vielä parempia ovat maalämpöpumput (tunnetaan myös nimellä geoterminen lämpöpumppu), koska jopa talvella maa on keskisyvyisillä kerroksilla melko lämmintä.
Mikä on paras lämmönlähde lämpöpumpulle?
Maadoituslähteen ongelmalämpöpumputon, että tarvitset keinon päästä käsiksi tähän haudattuun lämpövarastoon. Jos kotisi ympärillä on tarpeeksi tilaa, voit kaivaa ojia ja haudata useita putkia kohtuulliseen syvyyteen, esimerkiksi muutaman metrin syvyyteen. Voit sitten kierrättää nestettä (yleensä veden ja jäänestoaineen seosta) näiden putkien läpi imeäksesi lämpöä maasta. Vaihtoehtoisesti voit porata syviä reikiä maahan ja asentaa putket pystysuunnassa näihin reikiin. Kaikki tämä tulee kuitenkin kalliiksi.
Toinen onnekkaiden käytettävissä oleva strategia on ottaa lämpöä läheisestä vesistöstä upottamalla putki veteen tietyssä syvyydessä. Näitä kutsutaan vesilämpöpumpuiksi. Jotkut lämpöpumput käyttävät epätavallisempaa strategiaa, jossa lämpö otetaan rakennuksesta poistuvasta ilmasta tai aurinkoenergialla lämmitetystä vedestä.
Hyvin kylmissä ilmastoissa on järkevää asentaa maalämpöpumppu, jos mahdollista. Todennäköisesti tästä syystä useimmat Ruotsin (jossa on yksi suurimmista lämpöpumppujen määrästä asukasta kohden) lämpöpumput ovat tätä tyyppiä. Mutta jopa Ruotsissa on suuri prosenttiosuus ilmalämpöpumppuja, mikä on ristiriidassa yleisen väitteen (ainakin Yhdysvalloissa) kanssa, että lämpöpumput soveltuvat vain kotien lämmittämiseen leudossa ilmastossa.
Joten missä tahansa oletkin, jos sinulla on varaa korkeampiin alkukustannuksiin, harkitse lämpöpumpun käyttöä perinteisen lieden tai kattilan sijaan seuraavan kerran, kun joudut päättämään kotisi lämmityksestä.
Julkaisun aika: 19.10.2023