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ヒート ポンプは、エネルギー コストを削減しながら二酸化炭素排出量を急速に削減しなければならない世界中で大流行しています。 建物では、暖房や給湯に取って代わり、おまけとして冷房を提供します。

ヒートポンプは、外部から熱を取り出し、(電動コンプレッサーを使用して) 集中して温度を上げ、必要な場所に熱を送り込みます。 実際、何百万ものオーストラリアの家庭には、冷房用に購入した冷蔵庫やリバース サイクル エアコンという形のヒート ポンプがすでにあります。 加熱することもでき、他の加熱方法に比べて大幅に節約できます。

ロシアのガス供給制限以前から、 多くのヨーロッパ諸国 寒冷地でもヒートポンプを展開していました。 今、 政府の政策は変化を加速させている. 近年、非常に安価なガスを保有している米国は、ラッシュに加わった：ジョー・バイデン大統領は 宣言された ヒートポンプは「国防に不可欠」であり、生産を増強するよう命じられています。

ACT 政府は、ヒートポンプを使用した建物の電化を奨励しており、 立法を検討する これを新しい住宅開発に義務付ける。 ビクトリア州政府は最近、 ガス代替ロードマップ そして、インセンティブ プログラムをヒート ポンプに向けて再構築しています。 他の州や準州も政策を見直しています。

エネルギー コストの削減額はどれくらいですか?

電気ファン ヒーターや従来の電気給湯サービスと比較して、ヒート ポンプはエネルギー コストを 60 ～ 85% 節約できると計算しています。 ACT政府の推定.

効率とエネルギー価格が大きく異なるため、ガスとの比較は難しい。 ただし、通常、ヒートポンプの暖房費はガスの約半分です。 余剰の屋上太陽光発電出力を輸出する代わりに、それを使用してヒート ポンプを稼働させた場合、ガスよりも最大 90% 安くなると私は計算しています。

ヒートポンプは気候にも適しています。 私の計算によると、グリッドからの平均的なオーストラリアの電力を使用する典型的なヒート ポンプは、ガスに比べて約 XNUMX 分の XNUMX、扇風機やパネル ヒーターに比べて XNUMX 分の XNUMX の排出量を削減します。

高効率のヒート ポンプが非効率なガス暖房に取って代わるか、主に太陽熱で稼働する場合、削減量ははるかに大きくなる可能性があります。 ゼロエミッションの再生可能電力が石炭やガスの発電に取って代わり、ヒートポンプがさらに効率的になるにつれて、ギャップは拡大しています。 データ: ビクトリア州ガス代替ロードマップ 2022, CC BY

ヒートポンプはどのように機能しますか?

現在利用可能なヒート ポンプは、300 ～ 600% の効率を達成します。つまり、消費される電力単位ごとに、XNUMX ～ XNUMX 単位の熱を生成します。 ヒートポンプは凍結状態でも作動します。

従来の電気ヒーターやガスヒーターの最大効率が 100% で、冷気は冷たいのに、どうしてこれが可能になるのでしょうか?

それは魔法ではありません。 小さなヒートポンプである冷蔵庫を考えてみてください。 冷蔵庫の中にはエバポレーターと呼ばれるコールドパネルがあります。 熱は、温かい物体から冷たい物体へと自然に流れるため、温かい食べ物やその他の熱源から熱を吸収します。 冷蔵庫の下の電気モーターがコンプレッサーを駆動し、熱をより高い温度に集中させ、キッチンに放り込みます。 これが起こると、一般的な冷蔵庫の側面と背面が熱くなります。 そのため、キッチンを少し暖めながら、冷蔵庫で食品を冷やします。

ヒート ポンプは熱力学の法則に従い、理論上は 200% から 1,000% 以上の効率で動作します。 しかし、温度差が大きいほど、ヒートポンプの効率は低下します。

 ヒートポンプが環境から熱を引き出す必要がある場合、寒い気候でどのように機能するのでしょうか? 冷蔵庫は冷凍室を冷たく保ち、キッチンに熱を送り込みます。 物理法則が働いています。 私たちが経験する低温は、実際には非常に高温です。それはすべて相対的なものです。

宇宙空間は、絶対零度、ケルビン 273 度、または -0℃ として知られる温度に近い温度です。それで気温は18度？ （水が凍る温度）、あるいは推奨される冷凍庫の温度である -XNUMX℃ でさえ、実際には宇宙空間に比べてかなり高温です。

「寒い」天候でのヒート ポンプの主な問題は、空気中の水蒸気が冷えて凝縮し、その後凍結するときに、熱交換器に氷が形成されることです。 この氷は、通常はヒート ポンプに「熱い」空気を供給する空気の流れを妨げます。 ヒートポンプは、この問題を最小限に抑えるように設計できます。

ご家庭に適したヒートポンプをどのように選択しますか?

ほとんどのアドバイザーはガスのオプションについて話し合うことに慣れているため、適切なヒート ポンプ (より一般的には逆サイクル エアコンとして知られている) を選択するのは難しい場合があります。 などのリソース yourhome.gov.au, Choice.com.au そして人気のFacebookページ 私の効率的な電気の家 助けることができる。

すべての世帯単位にエネルギー ラベルを貼付する必要があります ( enerating.gov.au): 星が多いほど良い。 独立した フェアエア Web 計算機を使用すると、家の暖房と冷房の要件と、快適さを維持するために必要なサイズを見積もることができます。

大型のヒート ポンプはより高価であるため、不要な特大サイズはさらに多くの費用がかかる可能性があります。 また、断熱、シーリングドラフト、およびその他の建物効率対策により、より少ないエネルギーを使用し、より良い快適さを提供する、より小型で安価なヒートポンプを購入できます.

ヒートポンプを使用する場合、数か月ごとにフィルターを掃除することが非常に重要です。 フィルターが目詰まりすると、効率が低下し、暖房と冷房の出力が低下します。 熱（または冷却）を供給しなくなった古いヒート ポンプを使用している場合は、冷媒が失われている可能性があり、補充が必要です。

著者について

アラン・ペアーズ、シニア インダストリー フェロー、 RMIT大学

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