熱泵冬天有用嗎?關於低碳技術,你需要了解這些

儘管去年的銷量有所下降,熱泵仍繼續席捲歐洲。

這些設備從空氣、地面或水中獲取能量,並將其轉化為熱空氣或冷空氣。但它們究竟如何、何時、何地發揮作用?

鑑於能源轉型的迫切性,關於哪種再生能源解決方案最好的討論可能會變得相當激烈,這是可以理解的。你很可能會第一次遇到熱泵在掌握基礎知識之前,先從正面或負面的角度進行分析。

越來越多的人正在擁抱這項技術。這2400萬台熱泵目前在歐洲安裝的可避免溫室氣體排放,相當於減少道路上的 750 萬輛汽車。

因此,如果您也想成為熱泵所有者,那麼您應該了解以下一些事情。

熱泵如何運作?

空氣、水和地熱泵的工作原理是從這些來源獲取能量並將其轉化為熱量或冷空氣。歐洲熱泵協會 (EPHA) 解釋說,他們在「冷媒循環」內實現這一點,包括蒸發、壓縮、冷凝和膨脹四個階段。

本質上,收集到的熱量用於將泵浦熱交換器中的冷媒流體轉化為氣體,然後在壓縮機中濃縮成高壓,促使溫度升高。運行這台機器需要額外的能量——最好是綠色電力,這將使整個過程實現碳中和。

然後,高溫高壓蒸汽通過第二個熱交換器,稱為冷凝器。這是冷媒將熱量排放到家庭暖氣系統中的地方 - 無論是散熱器或地板暖氣等水系統,還是空調機組。

釋放熱量使冷媒恢復液態,然後通過減壓裝置(膨脹閥),然後重新開始循環。

熱泵可用於家庭、辦公室和工業環境。他們的優點是非常有效率;每輸入一個單位的能量,就會釋放出大約三個單位的熱量。

熱泵能在寒冷氣候下運作嗎?

這是關於熱泵的主要誤解之一。這現實熱泵比例最大的四個國家——挪威(60%的家庭)、瑞典(43%)、芬蘭(41%)和愛沙尼亞(34%)——正面臨全球最冷的冬季。

最近的一項研究發現,熱泵可以在以下國家成功安裝:冬季溫度很少低於-10C,該溫度覆蓋了非洲大陸的大部分地區。即使接近-30C,它們仍然比電加熱更有效率。

原因是,在令我們瑟瑟發抖的零度以下的溫度下,外部空氣和水仍然含有大量有用的能量。這裡的關鍵衡量標準是「性能係數」(或 COP),即輸入的每單位能量可以產生的熱量。

大多數家庭會發現他們的熱泵的年平均 COP 為三到四。天氣越冷,它們的效率確實會降低,但研究表明,即使在寒流中,熱泵也能很好地保持自身的性能。

例如,在芬蘭,對一些市場領先的熱泵進行的實驗室測試表明,兩種型號的 COP 在 -20C 左右時的 COP 高於 2。在 -30C 時,COP 仍高於 1,因此仍可提供熱量。

另一位人士表示,地源熱泵在這些氣候條件下可能會更好學習,因為土壤溫度在季節之間變化不大(並且設備不需要使用能量除霜)。

芬蘭的一個 EPHA 獲獎項目將地熱能與熱泵技術相結合,創建了一個為建築工地供電的可移動系統。萬塔的「Geolo」作業在-30C 之前都是高效的,並已被用來幫助建造一所高中和住房。

您可以在舊建築和現有建築中安裝熱泵嗎?

歐洲安裝了大約 2000 萬台熱泵,減少了 54 兆噸二氧化碳的排放,大約相當於希臘的年排放量。

許多人想加入熱泵浪潮,但不確定這些設備是否適合他們的家。

一個擔憂是它們無法在舊建築中使用。但 EPHA 表示,熱泵適用於任何類型的建築,只要現有的暖氣或冷氣系統相容即可。

政府資助的專案英國的案例表明,它們可以安裝在各種風格和時代的房屋中,從維多利亞時代的中排屋到二戰前的半排屋和 20 世紀 60 年代的公寓大樓。

能源和清潔成長部長卡拉南勳爵表示:“由清潔、可再生能源驅動的熱泵將成為英國家庭在淨零排放的未來變暖的關鍵。”

「這項試驗表明,低碳加熱系統是所有類型和年齡的家庭的有效替代方案。隨著未來十年技術的不斷進步和成本的大幅下降,它們將成為消費者顯而易見的、負擔得起的選擇。

英國巴斯修道院表明,即使是最宏偉的老建築也可以為熱泵騰出空間。但英國人面臨的最大障礙往往不是規劃許可,而是成本。

據 Energy Systems Catapult 稱,迄今為止,英國的大多數熱泵已由富裕的早期採用者、住房開發商或社會房東安裝在大型無燃氣電網住宅中。

熱泵的運作成本比瓦斯鍋爐高嗎?

毫無疑問,目前熱泵對許多人來說太昂貴。

購買和安裝空氣源熱泵的成本約為 10,000 英鎊(11,500 歐元)。平均前期成本比瓦斯鍋爐高出約兩到四倍。

在英國,電價也比天然氣價格貴,大約是天然氣價格的三倍。不幸的是,這可能會影響使用泵浦所節省的效率,但這取決於您所在國家/地區的能源價格 - 因為這很方便計算機來自國際能源總署(IEA)的說明。

國際能源總署表示,從長遠來看,熱泵可以為消費者節省金錢,同時保護他們免受價格衝擊。根據 2022 年的報告,歐洲家庭儲蓄高達 840 歐元左右報告

它補充說:“通過為貧困家庭提供適當的支持來管理前期成本,熱泵可以有效地解決能源貧困問題。”

當然,這取決於國家政策決定補助優惠橫跨歐洲。

熱泵只能在隔熱良好的房屋中工作嗎?

使用熱泵還有其他相關成本。由於它們產生的熱水溫度比燃氣鍋爐低,因此更大的散熱器是一個優點。

雙層玻璃及其他絕緣- 收緊功能還可以幫助您的家保留更多的熱量,而這一切都是有代價的。

但是,一位專家表示,“房屋不必為了安裝熱泵而進行大規模翻修。”

Marek Miara 在弗勞恩霍夫太陽能係統研究所 (ISE) 的科學部落格上撰文補充道,熱損失越低,熱泵的運作效率就越高。因此,與任何其他暖氣系統一樣,減少供暖能源需求的改造措施確實有意義。

熱泵噪音大嗎?

地源熱泵賺的錢不多噪音根本不。

空氣源熱泵一般由室外機和室內機組成。根據 EHPA 的數據,後一部分的聲級通常在 18 至 30 分貝之間,大約相當於某人竊竊私語的音量。

大多數室外機的額定值約為 60 分貝,與正常談話或中等降雨量相比。

「還要記住:夏天,當您在花園裡時,熱泵通常不會運行,因為不需要供暖,」Jan Rosenow 說。英國清潔能源非政府組織監管援助計畫 (RAP) 的主任編制了一份有用的指南X 上有關熱泵的虛假神話,您可以在其中找到更多事實查核來幫助您選擇能源。