משאבות חום וחיסכון באנרגיה

ברור שמשאבות חום הן עתירות אנרגיה מאוד ולכן הן נקיות מבחינה אקולוגית. משאבות חום מציעות את הדרך היעילה ביותר לחימום וקירור ביישומים רבים, מכיוון שהם יכולים להשתמש בחום מתחדש בסביבתנו. אפילו בטמפרטורות, שלדעתנו אוויר קר, אדמה ומים מכילים אנרגיה תרמית מועילה, המתעדכנת כל העת על ידי השמש. עם קצת יותר כוח, משאבת חום יכולה להעלות את הטמפרטורה של אנרגיית החום לרמה הנדרשת. באופן דומה, משאבות חום יכולות להשתמש במקורות חום פסולת, כמו תהליכים תעשייתיים, ציוד לקירור או אוורור, המופק מהבניינים. חשמל אופייני, משאבת חום תצטרך להיות 100 kW-h של חשמל כדי להפוך 200 kWh לזמין בחופשיות לחום סביבתי או לבזבוז מחום שימושי 300 קילוואט.

בזכות יכולת ייחודית זו, משאבות חום יכולות לשפר באופן קיצוני את יעילות האנרגיה ואת הערך הסביבתי של כל מערכת חימום, המנוהלת על ידי משאבי אנרגיה ראשוניים, כמו דלק או חשמל. יש לקחת בחשבון את שש העובדות הבאות כאשר כל מערכת אספקת חום מיועדת (IEA-HPC, 2001):

• בעירה ישירה לייצור חום אינה השימוש היעיל ביותר בדלק.
• משאבות חום יעילות יותר מכיוון שהן משתמשות באנרגיה מתחדשת כחום בטמפרטורה נמוכה.
• אם הדלק לדוודים קונבנציונליים מנותב מחדש למשאבות חום חשמליות, נדרשים כ 35-50% פחות דלק, וכתוצאה מכך 35-50% פחות פליטות.
• חיסכון של כ- 50% במשאבות חום חשמליות הם מונעים CHP, או מערכות קוגנרציה.
• בין אם דלקים מאובנים, אנרגיה גרעינית או מקורות אנרגיה מתחדשים המשמשים לייצור חשמל, משאבות חום חשמליות משתמשות במשאבים אלה בצורה טובה יותר מאשר מחממי התנגדות.
• צריכת הדלק, ומכאן עוצמת פליטת, הספיגה או משאבת החום של מנוע הגז היא בסביבות 35-50% פחות מדוד רגיל.

בעבר, רוב משאבות החום היו מסוג אוויר-אוויר ומקור-אוויר. משאבות חום מקוריות אוויר נשענות על אוויר פתוח למקור החום שלהן. למרות שהאוויר בחוץ הקור מכיל כמות מסוימת של חום, והטמפרטורה יורדת, משאבת החום צריכה לעבוד קשה יותר ומפחיתה את היעילות. במזג אוויר קר מאוד, משאבת החום של מקור האוויר בלבד אינה יכולה לספק מספיק חום, וכמו שצריך לספק חום נוסף או מיותר. זה יכול להגדיל משמעותית את ההוצאות על חימום. GSHPs מחלצים חום מהאדמה או מים מתחת לפני השטח. מכיוון שמי תהום וטמפרטורת מים תת קרקעית קבועים 10 - 13 C כל השנה, מערכת כזו היא הרבה יותר יעילה.

זה תלוי בעלות החשמל, הנפט והפרופן באזורכם. ככלל, GSHP יכולה לייצר חום, חיסכון ממוצע של 10-15% בהשוואה לגז טבעי, חיסכון בעלויות של 40% בהשוואה לשמן דלק וחסכון בעלויות של 50% לעומת פרופאן; ממוצע חיסכון במיזוג אוויר של 40-60% בהשוואה למערכות קונבנציונאליות (EESC, 2001).

מחממי מים של משאבות חום מפיקים חום מהאוויר הסביבה לחימום מים במיכל אחסון וניתן לתדלק אותם באמצעות חשמל או גז. תנורים אלה הם למעשה ביצועים כמו התנגדות חשמלית, מחממי מים, פרט לכך שהיעילות היא בדרך כלל פי 2-2, פי 5. גורם האנרגיה בתנורי החימום במים משתנה מ- 1.8 ל- 2.5, לעומת 0.88-0.96 למערכת התנגדות חשמלית. מחממי מים של משאבת חום מקררים ומחלחלים את האוויר סביב האוויר מאדה סליל. זה עשוי להיות יתרון בו קירור רצוי וחיסרון כאשר קירור אינו רצוי. חלק מחממי מים משאבות חום נועדו לשחזר חום מבזבוז ממערכות האוורור הביתיות.

מחממי מים משאבות חום הזמינים במכירה, כאשר תקופת ההחזר היא בדרך כלל בין 2 ל- 6 שנים, תלוי במים החמים ובמערכת דוד המים היעילות תוחלף. בעת רכישת משאבת חום חדשה, הקונה יבדוק את הערכת היעילות של המכשיר המוצע. דירוג יעילות גבוה יביא לעלויות תפעול נמוכות יותר. היעילות של משאבת החום ל- SEER, בפרט, מ- 10.0 ל- 15.0 יותר. לפיצול מערכות עם יחידה חיצונית וסליל מקורה, האפקטיביות משתנה בהתאם לתוצאה של ההתאמה בין סליל הקירור הפנימי ליחידת העיבוי החיצונית. יש להתייעץ עם היצרן כדי לקבוע את היעילות הכוללת. מכון הקירור האמריקאי מפרסם רשימה שנתית של ספריות שילובים שונים של יחידת חוץ וסליל מקורה עם דירוג ה- SEER שלהם. מרבית קווי המוצרים העיקריים של היצרנים כלולים בספריה זו ...