Электрические тепловые насосы потребляют гораздо меньше энергии, чем печи, и могут охлаждать дома - вот как они работают

изображение Отопление или охлаждение? Я делаю и то, и другое. FanFan61618 / Flickr, CC BY-SA

Чтобы помочь обуздать изменение климата, президент Байден поставил цель снизить выбросы парниковых газов в США. На 50% -52% ниже уровня 2005 г. к 2030 г.. Достижение этой цели потребует быстрого преобразования как можно большего количества видов деятельности, связанных с ископаемым топливом, в электричество, а затем выработки этой электроэнергии из низкоуглеродных и безуглеродных источников, таких как ветер, солнечная энергия, гидроэнергетика и ядерная энергия.

Здания, которые люди жить и Работа потребляют значительное количество энергии. В 2019 году на коммерческие и жилые здания приходилось более одной седьмой выбросов парниковых газов в США. Новые стратегии отопления и охлаждения - важная часть головоломки.

К счастью, существует существующая технология, которая может это сделать: электрические тепловые насосы, которые в три-четыре раза эффективнее печей. Эти устройства обогревают дома зимой и охлаждают их летом, перемещая тепло в здания и из них, а не сжигая ископаемое топливо.

Как ученый, специализирующийся на возобновляемая и чистая энергия, Я учусь использование энергии в жилищном строительстве и что замедление изменения климата означает для промышленно развитый и развивающиеся страны. Я считаю, что снабжение зданий чистой возобновляемой электроэнергией является важной стратегией, которая также сэкономит деньги потребителей.

Тепловые насосы втягивают воздух снаружи и используют разницу температур между внутренним и наружным воздухом для обогрева зданий. Многие также обеспечивают охлаждение, используя почти тот же механизм.

Тепловые насосы работают, перемещая тепло, а не воздух

В большинстве систем отопления в США используются печи с принудительной подачей воздуха, работающие на природном газе или электричестве, а в некоторых случаях. топочный мазут. Для обогрева здания системы сжигают топливо или используют электричество для нагрева воздуха, а затем продувают теплый воздух через воздуховоды в отдельные комнаты.

Тепловой насос работает больше как холодильник, который извлекает энергию из воздуха внутри холодильника и сбрасывает ее в комнату, оставляя внутреннюю часть более прохладной. Для обогрева здания тепловой насос извлекает энергию из наружный воздух or с земли и преобразует его в тепло для дома.

Вот как это работает. Чрезвычайно холодная жидкость циркулирует по змеевикам трубок в наружном блоке теплового насоса. Эта жидкость поглощает энергию в виде тепла из окружающего воздуха, который теплее жидкости. Жидкость испаряется, а затем циркулирует в компрессоре. Сжатие любого газа нагревает его, поэтому в этом процессе выделяется тепло. Затем пар проходит через змеевики трубок во внутреннем блоке теплового насоса, нагревая здание.

Летом тепловой насос работает в обратном направлении и забирает энергию из комнаты и отводит это тепло на улицу, даже если на улице жарче - в основном, работая как большая версия холодильника.

Более эффективен, чем печи

Для работы тепловых насосов требуется электричество, но это относительно небольшое количество. Современные системы тепловых насосов могут передавать в три или четыре раза больше тепловой энергии в виде тепла, чем они потребляют в электрической энергии для выполнения этой работы - и за это платит домовладелец.

Напротив, преобразование энергии из одной формы в другую, как это делают обычные системы отопления, всегда тратит впустую часть этого. Это верно для сжигания нефти или газа для нагрева воздуха в печи или использования электрических нагревателей для нагрева воздуха - хотя в этом случае отходы возникают при выработке электроэнергии. Около двух третей энергии, используемой для производства электроэнергии на электростанции, составляет потеряно в процессе.

Модернизация места жительства и коммерческие здания с тепловыми насосами увеличивает эффективность нагрева. В сочетании с переходом с ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии это еще больше снижает потребление энергии и выбросы углерода.

Электричество

Рост ограничения на использование ископаемого топлива и проактивная политика Он стимулирование продаж тепловых насосов в США и за рубежом. Тепловые насосы в настоящее время используются в 5% систем отопления по всему миру, и эту долю необходимо увеличить до одной трети к 2030 году и намного выше, чтобы достичь чистые нулевые выбросы по 2050.

В более теплых районах с относительно низкими потребностями в отоплении тепловые насосы дешевле эксплуатировать, чем печи. Налоговые льготы, скидки на коммунальные услуги или другие субсидии также могут служить стимулом для покрытия первоначальных затрат, включая федеральные льготы. восстановлен администрацией Байдена.

В очень холодном климате в этих системах есть дополнительный внутренний обогреватель. Этот агрегат не так эффективен и может значительно увеличить счета за электроэнергию. Людям, живущим в холодных местах, стоит подумать о геотермальные тепловые насосы как альтернатива.

Эти системы используют тот факт, что температура грунта зимой выше, чем воздуха. Геотермальные системы собирают тепло от земли и используют ту же технологию жидкости и компрессора, что и тепловые насосы с воздушным источником тепла, для передачи тепла в здания. Они стоят дороже, так как их установка требует земляных работ, чтобы закопать трубы под землей, но они также уменьшить потребление электроэнергии.

Новый, меньшего размера "мини-сплит »тепловые насосы хорошо работают в любом климате, кроме самого холодного. Вместо того, чтобы требовать воздуховодов для перемещения воздуха через здания, эти системы подключаются к настенным блокам, которые обогревают или охлаждают отдельные комнаты. Они просты в установке и могут выборочно использоваться в отдельных квартирах, что упрощает модернизацию больших зданий.

Даже с лучшими системами отопления и охлаждения, установка надлежащей изоляции и герметизация протечек здания являются ключом к снижению энергопотребления. Вы также можете поэкспериментировать со своим термостатом, чтобы увидеть, насколько мало вы можете обогреть или охладить свой дом, сохраняя при этом комфорт для всех в нем.

Внутренний блок с мини-сплит-тепловым насосом, установленный над камином. Новая мини-сплит-система с тепловым насосом. Роберт Бреча, CC BY-ND

Чтобы понять, может ли тепловой насос работать на вас, одним из хороших источников информации является ваш поставщик электроэнергии. Многие коммунальные предприятия предлагают домашние энергетические аудиты, которые могут определить рентабельные способы сделать ваш дом более энергоэффективным. Другие хорошие источники включают Министерство энергетики США и горизонтальное распределение Американский совет по энергоэффективной экономике. По мере того, как стремление к электрификации общества набирает обороты, тепловые насосы готовы играть центральную роль.

Об авторе

Роберт Бреча, профессор устойчивого развития, Дейтонский университет

books_home

Эта статья первоначально появилась на Беседа

Беседа

ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Последние видео

Великая миграция климата началась
Великая миграция климата началась
by Супер Пользователь
Климатический кризис вынуждает тысячи людей по всему миру бежать, поскольку их дома становятся все более непригодными для жилья.
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
by Алан Н. Уильямс и др.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что без существенного снижения…
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
by Тоби Тиррелл
Эволюции потребовалось 3-4 миллиарда лет, чтобы произвести Homo sapiens. Если бы климат хоть раз в этом ...
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
by Брайс Ри
Конец последнего ледникового периода, около 12,000 лет назад, характеризовался заключительной холодной фазой, называемой младшим дриасом.
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
by Франк Весселинг и Маттео Латтуада
Представьте, что вы находитесь на берегу и смотрите на море. Перед вами 100 метров бесплодного песка, который выглядит как…
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
by Ричард Эрнст
Мы можем многое узнать об изменении климата с Венеры, нашей сестринской планеты. В настоящее время температура поверхности Венеры составляет…
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
by Джон Кук
Это видео представляет собой ускоренный курс дезинформации о климате, в котором резюмируются ключевые аргументы, используемые для того, чтобы поставить под сомнение реальность ...
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
by Джули Бригам-Гретт и Стив Петч
Ежегодно в середине сентября морской ледяной покров в Северном Ледовитом океане сжимается до минимума. В этом году он составляет всего 1.44…

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

яркий свет из-под небольшого здания; световые террасные рисовые поля под звездным небом.
Горячие ночи портят внутренние часы риса
by Мэтт Шипман - штат Северная Каролина
Новое исследование выясняет, насколько жаркие ночи снижают урожайность риса.
Белый медведь на большом холме изо льда и снега
Изменение климата угрожает последнему ледовому пространству Арктики
by Ханна Хики-Ю. Вашингтон
Исследователи сообщают, что в некоторых частях арктического региона под названием «Последняя ледовая зона» уже наблюдается сокращение летнего морского льда.
початки кукурузы и листья на земле
Чтобы улавливать углерод, оставлять остатки урожая гнить?
by Ида Эриксен-У. Копенгаген
Исследования показывают, что из растительных материалов, которые гниют в почве, получается хороший компост, который играет ключевую роль в связывании углерода.
изображение
Деревья умирают от жажды в условиях западной засухи - вот что творится в их жилах
by Дэниел Джонсон, доцент кафедры физиологии деревьев и экологии лесов, Университет Джорджии
Как и людям, деревьям нужна вода, чтобы выжить в жаркие и засушливые дни, и они могут выжить лишь короткое время при сильной жаре ...
изображение
Объяснение климата: как МГЭИК достигает научного консенсуса по изменению климата
by Ребекка Харрис, старший преподаватель климатологии, директор Программы будущего климата, Университет Тасмании
Когда мы говорим, что существует научный консенсус в отношении того, что парниковые газы, производимые человеком, вызывают изменение климата, что делает…
Климатическая жара меняет круговорот воды на Земле
by Тим Рэдфорд
Люди начали изменять водный цикл Земли, и не в лучшую сторону: ожидайте более поздних муссонных дождей и еще большей жажды ...
Изменение климата: поскольку в горных регионах тепло, гидроэлектростанции могут оказаться уязвимыми
Изменение климата: поскольку в горных регионах тепло, гидроэлектростанции могут оказаться уязвимыми
by Саймон Кук, старший преподаватель кафедры экологических изменений, Университет Данди
Около 27 миллионов кубометров скального и ледникового льда обрушились с пика Ронти в северных индийских Гималаях на…
Ядерное наследие - дорогостоящая головная боль будущего
by Пол Браун
Как безопасно хранить отработанные ядерные отходы? Никто не знает. Для наших потомков это будет головной болью.

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.