Shutterstock

משאבות חום הופכות לזעם ברחבי העולם שצריך לצמצם את פליטת הפחמן במהירות תוך קיצוץ בעלויות האנרגיה. בבניינים הם מחליפים את חימום החלל וחימום המים - ומספקים קירור כבונוס.

משאבת חום שואבת חום מבחוץ, מרכזת אותו (באמצעות מדחס חשמלי) להעלאת הטמפרטורה, ושואבת את החום למקום הדרוש לו. ואכן, למיליוני בתים אוסטרליים כבר יש משאבות חום בצורת מקררים ומזגנים עם מחזור הפוך שנרכשו לקירור. הם יכולים לחמם גם כן, ולחסוך הרבה כסף בהשוואה לצורות חימום אחרות!

עוד לפני ההגבלות על אספקת הגז הרוסית, הרבה מדינות אירופה הפעילו משאבות חום - אפילו באקלים קר. עַכשָׁיו, מדיניות הממשלה מאיצה את השינוי. ארצות הברית, שהייתה לה דלק זול מאוד בשנים האחרונות, הצטרפה לבלאגן: הנשיא ג'ו ביידן עשה זאת מוצהר משאבות חום הן "חיוניות להגנה הלאומית" והורו להגביר את הייצור.

ממשלת ACT מעודדת חשמול מבנים באמצעות משאבות חום, והיא כן שוקל חקיקה לחייב זאת בפיתוחי דיור חדשים. הממשלה הוויקטוריאנית השיקה לאחרונה א מפת הדרכים להחלפת גז ומנסחת מחדש את תוכניות התמריצים שלה לקראת משאבות חום. גם מדינות וטריטוריות אחרות בודקות את המדיניות.

עד כמה גדול החיסכון בעלויות האנרגיה?

יחסית למחמם מאוורר חשמלי או שירות מים חמים חשמליים מסורתיים, אני חושב שמשאבת חום יכולה לחסוך 60-85% בעלויות האנרגיה, שזה טווח דומה לזה הערכות ממשלת ACT.

השוואות עם גז הן מסובכות, שכן היעילות ומחירי האנרגיה משתנים מאוד. עם זאת, בדרך כלל, משאבת חום עולה בסביבות חצי יותר עבור חימום מאשר גז. אם במקום לייצא את תפוקת השמש העודפת שלך על הגג, אתה משתמש בו כדי להפעיל משאבת חום, אני מעריך שזה יהיה זול עד 90% מהגז.

משאבות חום טובות גם לאקלים. החישובים שלי מראים שמשאבת חום טיפוסית המשתמשת בחשמל אוסטרלי ממוצע מהרשת תפחית את הפליטות בכרבע ביחס לגז, ושלושה רבעים ביחס למאוורר חשמלי או מחמם פאנל.

אם משאבת חום יעילה מחליפה חימום לא יעיל בגז או פועלת בעיקר על שמש, ההפחתה יכולה להיות הרבה יותר גדולה. הפער הולך ומתרחב כאשר חשמל מתחדש ללא פליטות מחליף את ייצור הפחם והגז, ומשאבות החום הופכות ליעילות עוד יותר. נתונים: מצב מפת הדרכים של החלפת גז ויקטוריה 2022, CC BY

כיצד פועלות משאבות חום?

משאבות חום הקיימות היום משיגות יעילות של 300-600% - כלומר, על כל יחידת חשמל שנצרכת, הן מייצרות שלוש עד שש יחידות חום. משאבות חום יכולות לפעול גם בתנאי קפוא.

איך זה אפשרי, כאשר היעילות המרבית של מחממי חשמל וגז מסורתיים היא 100%, והאוויר הקר הוא קר?

זה לא קסם. חשבו על המקרר שלכם, שהוא משאבת חום קטנה. בתוך המקרר יש פאנל קר הנקרא מאייד. הוא סופג חום מהמזון החם וממקורות אחרים, מכיוון שחום זורם באופן טבעי מחפץ חם יותר לחפץ קריר יותר. המנוע החשמלי מתחת למקרר מניע מדחס שמרכז את החום לטמפרטורה גבוהה יותר, אותו הוא זורק למטבח שלך. הדפנות והגב של מקרר טיפוסי מתחממים בזמן שזה קורה. אז המקרר שלך מקרר את האוכל תוך כדי חימום מעט של המטבח.

משאבת חום מצייתת לחוקי התרמודינמיקה, המאפשרים לה לפעול ביעילות מ-200% עד למעלה מ-1,000% בתיאוריה. אבל ככל שהפרש הטמפרטורות גדול יותר, כך משאבת החום יעילה פחות.

 אם משאבת חום צריכה לשאוב חום מהסביבה, איך היא יכולה לעבוד במזג אוויר קר? זכור שהמקרר שלך שומר על תא ההקפאה קר בזמן שאיבת חום למטבח שלך. חוקי הפיזיקה פועלים. מה שאנו חווים כטמפרטורה קרה הוא למעשה די חם: הכל יחסי.

החלל החיצון קרוב לטמפרטורה המכונה אפס מוחלט, אפס מעלות קלווין או -273?. אז טמפרטורה של 0? (באיזה מים קופאים), או אפילו טמפרטורת המקפיא המומלצת של -18?, היא למעשה די חמה ביחס לחלל החיצון.

הבעיה העיקרית של משאבת חום במזג אוויר "קר" היא שקרח יכול להיווצר על מחליף החום שלה, שכן אדי המים באוויר מתקררים ומתעבים ואז קופאים. קרח זה חוסם את זרימת האוויר שבדרך כלל מספקת את האוויר ה"חם" למשאבת החום. ניתן לעצב משאבות חום כדי למזער בעיה זו.

איך בוחרים את משאבת החום המתאימה לבית?

בחירת משאבת חום מתאימה (הידועה יותר כמזגן במחזור הפוך) יכולה להיות מסובכת, מכיוון שרוב היועצים רגילים לדון באפשרויות הגז. משאבים כגון yourhome.gov.au, choice.com.au ועמוד הפייסבוק הפופולרי הבית החשמלי היעיל שלי יכול לעזור.

כל יחידות הבית חייבות לשאת תווי אנרגיה (ראה energyrating.gov.au): ככל שיותר כוכבים יותר טוב. העצמאי FairAir מחשבון אינטרנט מאפשר לך להעריך את דרישות החימום והקירור של הבית ואת הגודל הדרוש לשמירה על הנוחות.

משאבות חום גדולות יותר יקרות יותר, כך שגודל מיותר יכול לעלות הרבה יותר. כמו כן, בידוד, איטום טיוטות ואמצעי יעילות מבנים נוספים מאפשרים לכם לקנות משאבת חום קטנה וזולה יותר שתצרוך עוד פחות אנרגיה ותספק נוחות טובה יותר.

כאשר משתמשים במשאבת חום, חשוב מאוד לנקות את הפילטר שלה כל כמה חודשים. מסנן חסום מפחית את היעילות ואת תפוקת החימום והקירור. אם יש לך משאבת חום ישנה יותר שכבר לא מספקת כל כך הרבה חום (או קירור), ייתכן שהיא איבדה מעט נוזל קירור והיא זקוקה לתוספת.

על המחבר

אלן פירס, עמית בכיר בתעשייה, אוניברסיטת רמיט

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.