Shutterstock

Varmepumper er i ferd med å bli rasende rundt om i en verden som må redusere karbonutslippene raskt samtidig som energikostnadene reduseres. I bygninger erstatter de romoppvarming og vannoppvarming – og gir kjøling som en bonus.

En varmepumpe henter varme utenfra, konsentrerer den (ved hjelp av en elektrisk kompressor) for å heve temperaturen, og pumper varmen dit den trengs. Faktisk har millioner av australske hjem allerede varmepumper i form av kjøleskap og omvendte klimaanlegg kjøpt for kjøling. De kan også varme opp, og spare mye penger sammenlignet med andre former for oppvarming!

Selv før restriksjonene på russisk gassforsyning, mange europeiske land rullet ut varmepumper – selv i kaldt klima. Nå, regjeringens politikk fremskynder endringen. USA, som har hatt svært billig gass de siste årene, har sluttet seg til innspurten: President Joe Biden har erklærte varmepumper er "essensielle for det nasjonale forsvaret" og beordret produksjonen skal økes.

ACT-regjeringen oppfordrer til elektrifisering av bygninger ved hjelp av varmepumper, og er det vurderer lovverket å pålegge dette i nye boligutbygginger. Den viktorianske regjeringen lanserte nylig en Veikart for gasserstatning og omformer sine incentivprogrammer mot varmepumper. Andre stater og territorier gjennomgår også retningslinjer.

Hvor store er energikostnadsbesparelsene?

I forhold til en elektrisk varmevifte eller tradisjonell elektrisk varmtvannstjeneste, regner jeg med at en varmepumpe kan spare 60-85 % på energikostnadene, som er et tilsvarende område som ACT regjeringen anslår.

Sammenligninger med gass er vanskelige, da effektivitet og energipriser varierer mye. Vanligvis koster imidlertid en varmepumpe rundt halvparten så mye for oppvarming som gass. Hvis du, i stedet for å eksportere overflødig solenergi på taket, bruker den til å kjøre en varmepumpe, regner jeg med at det vil være opptil 90 % billigere enn gass.

Varmepumper er også bra for klimaet. Mine beregninger viser at en typisk varmepumpe som bruker gjennomsnittlig australsk elektrisitet fra nettet, vil kutte utslippene med omtrent en fjerdedel i forhold til gass, og tre fjerdedeler i forhold til en elektrisk vifte eller panelvarmer.

Hvis en høyeffektiv varmepumpe erstatter ineffektiv gassoppvarming eller går hovedsakelig på solenergi, kan reduksjonene bli mye større. Gapet øker ettersom nullutslipps fornybar elektrisitet erstatter kull- og gassproduksjon, og varmepumper blir enda mer effektive. Data: State of Victoria Gas Substitution Roadmap 2022, CC BY

Hvordan fungerer varmepumper?

Varmepumper som er tilgjengelige i dag oppnår 300-600 % effektivitet – det vil si at for hver forbrukt strømenhet produserer de tre til seks enheter varme. Varmepumper kan også fungere under fryseforhold.

Hvordan er dette mulig når den maksimale effektiviteten til tradisjonelle elektriske og gassvarmere er 100 %, og kald luft er kald?

Det er ikke magi. Tenk på kjøleskapet ditt, som er en liten varmepumpe. Inne i kjøleskapet er et kaldt panel kalt en fordamper. Den absorberer varme fra den varme maten og andre kilder, fordi varmen strømmer naturlig fra et varmere objekt til et kjøligere objekt. Den elektriske motoren under kjøleskapet driver en kompressor som konsentrerer varmen til en høyere temperatur, som den dumper inn på kjøkkenet ditt. Sidene og baksiden av et typisk kjøleskap blir varme når dette skjer. Så kjøleskapet ditt avkjøler maten mens du varmer opp kjøkkenet litt.

En varmepumpe overholder termodynamikkens lover, som lar den operere med effektiviteter fra 200 % til over 1,000 % i teorien. Men jo større temperaturforskjellen er, jo mindre effektiv er varmepumpen.

 Hvis en varmepumpe trenger å hente varme fra omgivelsene, hvordan kan den fungere i kaldt vær? Husk at kjøleskapet holder fryseseksjonen kaldt mens den pumper varme inn på kjøkkenet. Fysikkens lover spiller inn. Det vi opplever som en kald temperatur er faktisk ganske varmt: det hele er relativt.

Det ytre rom er nær en temperatur kjent som absolutt null, null grader Kelvin eller –273?. Så en temperatur på 0? (hvilket vann fryser), eller til og med den anbefalte frysetemperaturen på -18?, er faktisk ganske varmt i forhold til verdensrommet.

Hovedproblemet for en varmepumpe i "kaldt" vær er at det kan danne seg is på varmeveksleren, ettersom vanndamp i luften avkjøles og kondenserer, for så å fryse. Denne isen blokkerer luftstrømmen som normalt gir den "varme" luften til varmepumpen. Varmepumper kan designes for å minimere dette problemet.

Hvordan velger du riktig varmepumpe til hjemmet ditt?

Det kan være vanskelig å velge en passende varmepumpe (mer kjent som et klimaanlegg med omvendt syklus), siden de fleste rådgivere er vant til å diskutere gassalternativer. Ressurser som f.eks yourhome.gov.au, choice.com.au og den populære Facebook-siden Mitt Effektive Elektriske Hjem kan hjelpe.

Alle husholdningsenheter må bære energimerker (se energyrating.gov.au): jo flere stjerner jo bedre. Den uavhengige FairAir webkalkulator lar deg beregne varme- og kjølebehov for et hjem og størrelsen som trengs for å opprettholde komforten.

Større varmepumper er dyrere, så unødvendig overdimensjonering kan koste mye mer. Dessuten lar isolering, tette trekk og andre bygningseffektivitetstiltak deg kjøpe en mindre, billigere varmepumpe som vil bruke enda mindre energi og gi bedre komfort.

Når du bruker en varmepumpe, er det svært viktig å rengjøre filteret med noen måneders mellomrom. Et blokkert filter reduserer effektiviteten og varme- og kjøleeffekten. Hvis du har en eldre varmepumpe som ikke lenger leverer så mye varme (eller kjøling), kan den ha mistet litt kuldemedium og trenger etterfylling.

Om forfatteren

Alan Pears, senior industristipendiat, RMIT University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.