열 펌프로 에너지 비용을 최대 90%까지 절감할 수 있는 방법

왜 히트 펌프 9 8Shutterstock

열 펌프는 에너지 비용을 절감하면서 탄소 배출을 빠르게 줄여야 하는 전 세계적으로 대세입니다. 건물에서는 공간 난방과 물 난방을 대체하고 추가로 냉방을 제공합니다.

히트 펌프는 외부에서 열을 추출하고 이를 집중(전기 압축기 사용)하여 온도를 높이고 필요한 곳에 열을 펌핑합니다. 실제로 수백만 개의 호주 가정에는 이미 냉각을 위해 구입한 냉장고 및 역순환 에어컨 형태의 열 펌프가 있습니다. 그들은 또한 난방을 할 수 있고 다른 형태의 난방에 비해 많은 돈을 절약할 수 있습니다!

러시아 가스 공급 제한 이전에도 많은 유럽 국가들 추운 기후에서도 히트 펌프를 출시했습니다. 지금, 정부 정책은 변화를 가속화하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 매우 저렴한 휘발유를 보유한 미국이 서두에 합류했습니다. 조 바이든 대통령은 선언 한 열 펌프는 "국방에 필수적"이며 주문 생산이 증가합니다.

ACT 정부는 히트펌프를 이용한 건물의 전기화를 장려하고 있으며, 입법 고려 새로운 주택 개발에서 이것을 의무화합니다. 빅토리아주 정부는 최근 가스 대체 로드맵 열 펌프에 대한 인센티브 프로그램을 재구성하고 있습니다. 다른 주와 테리토리도 정책을 검토하고 있습니다.

에너지 비용 절감 효과는 얼마나 됩니까?

전기 팬 히터 또는 기존의 전기 온수 서비스와 비교하여 히트 펌프는 에너지 비용을 60-85% 절약할 수 있으며 이는 다음과 유사한 범위입니다. ACT 정부 추정치.

효율성과 에너지 가격이 많이 다르기 때문에 가스와 비교하는 것은 까다롭습니다. 그러나 일반적으로 열 펌프의 난방 비용은 가스 비용의 약 절반입니다. 초과 옥상 태양열 출력을 내보내는 대신 열 펌프를 실행하는 데 사용하면 가스보다 최대 90% 저렴할 것으로 계산합니다.

열 펌프는 기후에도 좋습니다. 내 계산에 따르면 그리드에서 평균 호주 전기를 사용하는 일반적인 열 펌프는 가스에 비해 배출량을 약 XNUMX/XNUMX, 선풍기 또는 패널 히터에 비해 XNUMX분의 XNUMX을 줄일 수 있습니다.

고효율 열 펌프가 비효율적인 가스 난방을 대체하거나 주로 태양열을 사용하는 경우 감소가 훨씬 더 클 수 있습니다. 탄소 배출량이 없는 재생 가능한 전기가 석탄과 가스 발전을 대체하고 열 펌프가 훨씬 더 효율적이 되면서 격차가 벌어지고 있습니다.가스 난방과 비교하여 난방을 위해 전기 및 분할 시스템을 사용하는 일반적인 가정의 비용 절감을 보여주는 수평 막대 차트 데이터: 빅토리아주 가스 대체 로드맵 2022, CC BY

열 펌프는 어떻게 작동합니까?

오늘날 사용 가능한 열 펌프는 300-600% 효율을 달성합니다. 즉, 소비되는 각 전기 단위에 대해 XNUMX-XNUMX개 단위의 열을 생산합니다. 히트 펌프는 결빙 조건에서도 작동할 수 있습니다.

전통적인 전기 및 가스 히터의 최대 효율이 100%이고 찬 공기가 차가울 때 어떻게 이것이 가능합니까?


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마법이 아닙니다. 작은 열 펌프인 냉장고를 생각해 보십시오. 냉장고 내부에는 증발기라는 냉각 패널이 있습니다. 열은 따뜻한 물체에서 더 차가운 물체로 자연적으로 흐르기 때문에 따뜻한 음식 및 기타 소스에서 열을 흡수합니다. 냉장고 아래에 있는 전기 모터는 열을 더 높은 온도로 집중시키는 압축기를 구동하여 부엌으로 버립니다. 이렇게 하면 일반적인 냉장고의 측면과 후면이 따뜻해집니다. 따라서 냉장고는 부엌을 약간 가열하면서 음식을 식힙니다.

열 펌프는 이론상 200%에서 1,000% 이상의 효율로 작동할 수 있는 열역학 법칙을 따릅니다. 그러나 온도 차이가 클수록 히트 펌프의 효율이 떨어집니다.

 열 펌프가 환경에서 열을 끌어야 하는 경우 추운 날씨에 어떻게 작동할 수 있습니까? 냉장고는 부엌으로 열을 공급하는 동안 냉동실을 차갑게 유지한다는 것을 기억하십시오. 물리 법칙이 작용하고 있습니다. 우리가 차가운 온도로 경험하는 것은 실제로 매우 뜨겁습니다. 그것은 모두 상대적입니다.

우주 공간은 절대 영도, 273도 켈빈 또는 -0℃로 알려진 온도에 가깝습니다. 따라서 18℃(물이 얼는 온도) 또는 권장되는 냉동고 온도인 -XNUMX℃라도 실제로는 우주 공간에 비해 상당히 뜨겁습니다.

"추운" 날씨에 열 펌프의 주요 문제는 공기 중의 수증기가 냉각되고 응결되어 동결될 때 열교환기에 얼음이 형성될 수 있다는 것입니다. 이 얼음은 일반적으로 열 펌프에 "뜨거운" 공기를 제공하는 공기 흐름을 차단합니다. 열 펌프는 이 문제를 최소화하도록 설계할 수 있습니다.

가정에 적합한 열 펌프를 어떻게 선택합니까?

대부분의 자문가가 가스 옵션을 논의하는 데 익숙하기 때문에 적합한 열 펌프(더 일반적으로 역순환 에어컨으로 알려짐)를 선택하는 것은 까다로울 수 있습니다. 다음과 같은 리소스 yourhome.gov.au, choice.com.au 그리고 인기 있는 페이스북 페이지 내 효율적인 전기 홈 그러나 권한을 얻는 것은 제작자와 사용자 모두에게 시간이 많이 걸리고 복잡할 수 있으며 크리에이티브 커먼즈 라이선스가 이를 해결할 수 있다.

모든 가구는 에너지 라벨을 부착해야 합니다(참조 Energyrating.gov.au): 별이 많을수록 좋습니다. 독립 페어에어 웹 계산기를 사용하면 가정의 난방 및 냉방 요구 사항과 편안함을 유지하는 데 필요한 크기를 추정할 수 있습니다.

더 큰 히트 펌프는 더 비싸므로 불필요한 대형화는 더 많은 비용이 들 수 있습니다. 또한 단열, 밀봉 드래프트 및 기타 건물 효율성 측정을 통해 에너지를 훨씬 덜 사용하고 더 나은 편안함을 제공하는 더 작고 저렴한 열 펌프를 구입할 수 있습니다.

히트 펌프를 사용할 때는 몇 달에 한 번씩 필터를 청소하는 것이 매우 중요합니다. 차단된 필터는 효율성과 난방 및 냉방 출력을 감소시킵니다. 더 이상 많은 열(또는 냉각)을 전달하지 않는 구형 히트 펌프가 있는 경우 냉매가 손실되어 보충이 필요할 수 있습니다.대화

저자에 관하여

앨런 피어스, 선임 산업 연구원, RMIT 대학

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