Läshandbok
Värmepumpar är alla rasande i dag, särskilt i Europa, där vissa länder arbetar för att förbjuda installation av fossila bränsleugnar och pannor till förmån för mer miljövänliga alternativ, inklusive energieffektiva värmepumpar. (Furnar värmeluft och fördelar den genom rör i hela huset, medan pannor värmer vatten för att ge varmt vatten eller ångvärme.) I år började den amerikanska regeringen erbjuda skatteincitament för att installera värmepumpar, vilket tenderar att kosta mer uppåt än traditionella ugnar men är mycket effektivare på lång sikt.
Inom området för nya energifordon, eftersom batterikapaciteten är begränsad, har det också fått branschen att vända sig till värmepumpar. Så kanske är det dags att snabbt lära sig vad värmepumpar betyder och vad de gör.
Vad är den vanligaste typen av värmepump?
Med tanke på det senaste surret kan du bli förvånad över att få veta att du redan använder envärmepump- Du har förmodligen mer än en i ditt hem och mer än en i din bil. Du kallar dem bara inte värmepumpar: du använder termerna "kylskåp" eller "luftkonditionering."
Faktum är att dessa maskiner är värmepumpar, vilket innebär att de flyttar värme från en relativt kall plats till en relativt varm plats. Värme flödar spontant från varmt till kallt. Men om du vill vända det från kallt till varmt måste du "pumpa" det. Den bästa analogin här är vatten, som rinner ner på en kulle på egen hand, men måste pumpas uppför kullen.
När du pumpar värmen som finns i någon form av kylförvaring (luft, vatten, etc.) till den heta förvaringen, blir kylförvaringen kallare och den heta förvaringen blir varmare. Det är faktiskt vad ditt kylskåp eller luftkonditioneringsapparat handlar om - det rör sig värme där det inte behövs någon annanstans, och du bryr dig inte om du slösar lite extra värme.
Hur gör jag en praktisk kylare med en värmepump?
Den viktigaste insikten som produceradevärmepumpar Kom i början av 1800 -talet, då ett antal uppfinnare, inklusive Jacob Perkins, insåg att de kunde kyla något på detta sätt utan att slösa bort de flyktiga vätskorna som förångades för att uppnå kylningen. I stället för att släppa dessa ångor i atmosfären, hävdade de, skulle det vara bättre att samla in dem, kondensera dem till en vätska och återanvända den vätskan som en kylvätska.
Det är vad kylskåp och luftkonditioneringsapparater är för. De avdunstar flytande kylmedel och använder den kalla ångan för att absorbera värme från insidan av ett kylskåp eller bil. Sedan komprimerar de gasen, som kondenserar tillbaka till flytande form. Denna vätska är nu varmare än när den började, så en del av värmen som den rymmer kan enkelt (eventuellt med hjälp av en fläkt) flöde in i den omgivande miljön - oavsett om det är utomhus eller någon annanstans i köket.
Som sagt: du är mycket bekant med värmepumpar; Det är bara att du fortsätter att hänvisa till dem som luftkonditioneringsapparater och kylskåp.
Låt oss nu göra ett annat tankeexperiment. Om du har fönsterluftkonditionering kan du till och med göra det som ett riktigt experiment. Installera bakåt. Det vill säga installera sina kontroller utanför fönstret. Gör detta i svalt, torrt väder. Vad kommer att hända?
Som du kan förvänta dig blåser det kall luft in i din trädgård och släpper värmen in i ditt hem. Så det transporterar fortfarande värme, vilket gör ditt hem mer bekvämt genom att värma det. Visst, det kyler luften utanför, men den effekten blir minimal när du är borta från Windows.
Du har nu en värmepump för att värma ditt hem. Det kanske inte är det bästavärmepump, men det kommer att fungera. Dessutom, när sommaren kommer, kan du också vända den upp och ner och använda den som luftkonditionering.
Naturligtvis gör det inte faktiskt. Om du försöker det kommer det utan tvekan att misslyckas första gången det regnar och vatten kommer in i styrenheten. Istället kan du köpa dig en kommersiell "luftkälla" värmepump som använder samma princip för att värma ditt hem.
Problemet är naturligtvis att vodka är dyrt, och du kommer snabbt att ta slut på det för att kyla vinet. Även om du ersätter vodka med en billigare gnugga alkohol, kommer du snart att klaga på kostnaden.
Vissa av dessa enheter har vad som kallas vändningsventiler, som gör att samma enhet kan utföra en dubbel roll: de kan pumpa värme från utsidan in eller från insidan och ut, vilket ger både värme och luftkonditionering, som beskrivs nedan.
Varför är värmepumpar mer effektiva än elektriska värmare?
Värmepumpar är mer effektiva än elektriska värmare eftersom de inte kräver el för att generera värme. Elen som används av envärmepumpGenererar lite värme, men ännu viktigare pumpar det värme utifrån in i ditt hem. Förhållandet mellan värmen som släpps ut i hemmet och den energi som skickas till den elektriska kompressorn kallas prestandakoefficienten eller COP.
En enkel elektrisk rymdvärmare som ger all värme som genereras av det elektriska värmeelementet har en polis på 1. Å andra sidan kan polisen av en värmepump vara en storleksordning högre.
Emellertid är polisen av en värmepump inte ett fast värde. Det är omvänt proportionellt mot temperaturskillnaden mellan de två reservoarerna i vilka värmen pumpas. Som sagt, om du pumpar värme från en inte alltför kallt reservoar till en inte för hett byggnad, kommer polisen att vara ett stort värde, vilket innebär att din värmepump är mycket effektiv när det gäller att använda el. Men om du försöker pumpa värme från en extremt kall reservoar till en redan varm byggnad, reduceras COP -värdet, vilket innebär att effektiviteten lider.
Resultatet är vad du intuitivt förväntar dig: det är bäst att använda det varmaste du kan hitta som en utomhusvärmebehållare.
Luftkällvärmepumpar, som använder utomhusluften som värmebehållare, är det värsta alternativet i detta avseende eftersom utomhusluften är mycket kallt under vintervärmesäsongen. Ännu bättre är värmepumpar av markkällor (även känd som geotermiska värmepumpar), eftersom även på vintern är marken på medeldjup fortfarande ganska varm.
Vad är den bästa värmekällan för värmepumpar?
Problemet med markkällanvärmepumparär att du behöver ett sätt att komma åt denna begravda värmebehållare. Om du har tillräckligt med utrymme runt ditt hem kan du gräva diken och begrava ett gäng rör på ett rimligt djup, till exempel några meter djupa. Du kan sedan cirkulera en vätska (vanligtvis en blandning av vatten och frostskyddsmedel) genom dessa rör för att absorbera värme från marken. Alternativt kan du borra djupa hål i marken och installera rör vertikalt i dessa hål. Allt detta kommer dock att bli dyrt.
En annan strategi som är tillgänglig för ett lyckligt fåtal är att extrahera värme från en närliggande vattenmassa genom att doppa ett rör i vattnet på ett visst djup. Dessa kallas vattenkällvärmepumpar. Vissa värmepumpar använder den mer ovanliga strategin för att extrahera värme från luften och lämna byggnaden eller från solvärmt vatten.
I mycket kalla klimat är det vettigt att installera en värmepump på marken om möjligt. Det är förmodligen anledningen till att de flesta värmepumpar i Sverige (som har ett av de högsta antalet värmepumpar per capita) är av denna typ. Men till och med Sverige har en stor andel av luftkällvärmepumpar, som beläger det gemensamma påståendet (åtminstone i USA) att värmepumpar endast är lämpliga för värmehem i milt klimat.
Så var du än är, om du har råd med de högre kostnaderna i förväg, nästa gång du står inför ett beslut om hur du värmer ditt hem, kan du överväga att använda en värmepump istället för en traditionell spis eller panna.
Posttid: oktober-19-2023