Warmtepompen worden een ware rage in een wereld die de CO2-uitstoot snel moet terugdringen en tegelijkertijd de energiekosten moet verlagen. In gebouwen vervangen ze ruimteverwarming en waterverwarming en zorgen ze als bonus voor koeling.

Een warmtepomp haalt warmte van buiten, concentreert deze (met behulp van een elektrische compressor) om de temperatuur te verhogen en pompt de warmte naar waar het nodig is. Inderdaad, miljoenen Australische huizen hebben al warmtepompen in de vorm van koelkasten en airconditioners met omgekeerde cyclus die zijn gekocht voor koeling. Ze kunnen ook verwarmen en besparen veel geld in vergelijking met andere vormen van verwarming.

Zelfs vóór de beperkingen op de Russische gasvoorziening waren veel Europese landen bezig met het uitrollen van warmtepompen, zelfs in koude klimaten. Nu versnelt het overheidsbeleid de verandering. De Verenigde Staten, die de afgelopen jaren over zeer goedkoop gas beschikten, hebben zich bij de stormloop aangesloten:president Joe Biden heeft verklaard dat warmtepompen "essentieel zijn voor de nationale defensie" en heeft hij bevolen de productie op te voeren.

De overheid ACT stimuleert elektrificatie van gebouwen met warmtepompen en overweegt wetgeving om dit verplicht te stellen bij nieuwbouwprojecten. De Victoriaanse regering heeft onlangs een routekaart voor gasvervanging gelanceerd en herformuleert haar stimuleringsprogramma's voor warmtepompen. Andere staten en territoria herzien ook het beleid.

Het is een grote dag voor warmtepompen. Lees onze verklaring om de betekenis van de aankondiging van de Defense Production Act van @POTUS te begrijpen:https://t.co/HAayg9lcIX pic.twitter.com/D9WYqDp19J

— Amerika opnieuw bedraden (@rewiringamerica) 6 juni 2022

Hoe groot zijn de besparingen op de energiekosten?

In vergelijking met een elektrische luchtverhitter of traditionele elektrische warmwatervoorziening, bereken ik dat een warmtepomp 60-85% kan besparen op de energiekosten, wat vergelijkbaar is met de schattingen van de ACT-overheid.

Vergelijkingen met gas zijn lastig, omdat rendementen en energieprijzen sterk variëren. Meestal kost een warmtepomp echter ongeveer de helft van de kosten voor verwarming als gas. Als u, in plaats van uw overtollige zonne-energie op het dak te exporteren, deze gebruikt om een ​​warmtepomp te laten draaien, bereken ik dat deze tot 90% goedkoper zal zijn dan gas.

Warmtepompen zijn ook goed voor het klimaat. Mijn berekeningen laten zien dat een typische warmtepomp die gemiddelde Australische elektriciteit van het net gebruikt, de uitstoot met ongeveer een kwart zal verminderen ten opzichte van gas, en driekwart ten opzichte van een elektrische ventilator of paneelverwarmer.

Als een hoogrendementswarmtepomp inefficiënte gasverwarming vervangt of voornamelijk op zonne-energie draait, kunnen de reducties veel groter zijn. De kloof wordt groter nu emissievrije hernieuwbare elektriciteit de opwekking van kolen en gas vervangt en warmtepompen nog efficiënter worden.

Hoe werken warmtepompen?

Warmtepompen die tegenwoordig beschikbaar zijn, bereiken een efficiëntie van 300-600%, dat wil zeggen dat ze voor elke verbruikte eenheid elektriciteit drie tot zes eenheden warmte produceren. Warmtepompen kunnen ook in vrieskou werken.

Hoe is dit mogelijk, wanneer het maximale rendement van traditionele elektrische en gaskachels 100% is en koude lucht koud is?

Het is geen magie. Denk aan je koelkast, dat is een kleine warmtepomp. In de koelkast bevindt zich een koud paneel dat een verdamper wordt genoemd. Het absorbeert warmte van het warme voedsel en andere bronnen, omdat warmte op natuurlijke wijze van een warmer object naar een koeler object stroomt. De elektromotor onder de koelkast drijft een compressor aan die de warmte naar een hogere temperatuur concentreert, die hij in je keuken dumpt. De zijkanten en achterkant van een typische koelkast worden warm als dit gebeurt. Dus je koelkast koelt het eten terwijl de keuken een beetje wordt verwarmd.

Een warmtepomp voldoet aan de wetten van de thermodynamica, waardoor hij in theorie kan werken met rendementen van 200% tot meer dan 1.000%. Maar hoe groter het temperatuurverschil, hoe minder efficiënt de warmtepomp is.

Als een warmtepomp warmte uit de omgeving moet halen, hoe kan hij dan werken bij koud weer? Onthoud dat je koelkast het vriesvak koud houdt terwijl je warmte naar je keuken pompt. De wetten van de fysica zijn in het spel. Wat wij als koude temperatuur ervaren, is eigenlijk best heet:het is allemaal relatief.

Outer space is close to a temperature known as absolute zero, zero degrees Kelvin, or—273℃. So a temperature of 0℃ (at which water freezes), or even the recommended freezer temperature of -18℃, is actually quite hot relative to outer space.

The main problem for a heat pump in "cold" weather is that ice can form on its heat exchanger, as water vapor in the air cools and condenses, then freezes. This ice blocks the air flow that normally provides the "hot" air to the heat pump. Heat pumps can be designed to minimize this problem.

How do you choose the right heat pump for your home?

Selecting a suitable heat pump (more commonly known as a reverse-cycle air conditioner) can be tricky, as most advisers are used to discussing gas options. Resources such as yourhome.gov.au, choice.com.au and the popular Facebook page My Efficient Electric Home can help.

All household units must carry energy labels (see energyrating.gov.au):the more stars the better. The independent FairAir web calculator allows you to estimate heating and cooling requirements of a home and the size needed to maintain comfort.

Bigger heat pumps are more expensive, so unnecessary oversizing can cost a lot more. Also, insulating, sealing drafts and other building efficiency measures allow you to buy a smaller, cheaper heat pump that will use even less energy and provide better comfort.

When using a heat pump, it is very important to clean its filter every few months. A blocked filter reduces efficiency and the heating and cooling output. If you have an older heat pump that no longer delivers as much heat (or cooling), it may have lost some refrigerant and need a top-up. + Verder verkennen

Next-gen heat pump could cut energy bills and carbon emissions

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.