Máy bơm nhiệt điện sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với lò nung và cũng có thể làm mát nhà - đây là cách chúng hoạt động

hình ảnh Sưởi ấm hay làm mát? Tôi làm cả hai. FanFan61618 / Flickr, CC BY-SA

Để giúp hạn chế biến đổi khí hậu, Tổng thống Biden đã đặt mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính của Hoa Kỳ 50% -52% dưới mức 2005 vào năm 2030. Để đạt được mục tiêu này, đòi hỏi phải nhanh chóng chuyển đổi càng nhiều hoạt động sử dụng nhiên liệu hóa thạch thành điện năng càng tốt, và sau đó tạo ra điện từ các nguồn carbon thấp và không có carbon như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, thủy điện và hạt nhân.

Những tòa nhà mà mọi người sốngcông việc tiêu thụ một lượng năng lượng đáng kể. Trong năm 2019, các tòa nhà thương mại và nhà ở chiếm hơn một phần bảy phát thải khí nhà kính của Hoa Kỳ. Các chiến lược sưởi ấm và làm mát mới là một phần quan trọng của câu đố.

May mắn thay, có một công nghệ hiện có có thể làm được điều này: máy bơm nhiệt chạy điện hiệu quả hơn lò nung từ ba đến bốn lần. Những thiết bị này sưởi ấm các ngôi nhà vào mùa đông và làm mát chúng vào mùa hè bằng cách di chuyển nhiệt vào và ra khỏi các tòa nhà, thay vì đốt nhiên liệu hóa thạch.

Là một nhà khoa học tập trung vào năng lượng tái tạo và sạch, Tôi học sử dụng năng lượng trong nhà ở và biến đổi khí hậu chậm lại có ý nghĩa như thế nào đối với công nghiệp hóacác nước đang phát triển. Tôi thấy việc cung cấp năng lượng cho các tòa nhà bằng nguồn điện sạch, tái tạo là một chiến lược thiết yếu cũng sẽ giúp tiết kiệm tiền cho người tiêu dùng.

Máy bơm nhiệt hút không khí từ bên ngoài vào và sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời để làm nóng các tòa nhà. Nhiều loại cũng cung cấp khả năng làm mát, sử dụng cơ chế gần giống nhau.

Máy bơm nhiệt hoạt động bằng cách di chuyển nhiệt, không phải không khí

Hầu hết các hệ thống sưởi ấm ở Mỹ sử dụng lò không khí cưỡng bức chạy bằng khí đốt tự nhiên hoặc điện, hoặc trong một số trường hợp dầu nóng. Để sưởi ấm tòa nhà, các hệ thống đốt nhiên liệu hoặc sử dụng điện để làm nóng không khí, sau đó thổi không khí ấm qua các ống dẫn vào các phòng riêng lẻ.

Một máy bơm nhiệt hoạt động giống như một cái tủ lạnh hơn, lấy năng lượng từ không khí bên trong tủ lạnh và chuyển năng lượng đó vào phòng, để bên trong mát hơn. Để làm nóng một tòa nhà, một máy bơm nhiệt sẽ trích xuất năng lượng từ không khí bên ngoài or từ mặt đất và chuyển đổi nó thành nhiệt cho ngôi nhà.

Đây là cách nó hoạt động: Chất lỏng cực lạnh lưu thông qua các cuộn ống trong dàn nóng của máy bơm nhiệt. Chất lỏng đó hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt từ không khí xung quanh, ấm hơn chất lỏng. Chất lỏng hóa hơi và sau đó tuần hoàn vào máy nén. Nén bất kỳ khí nào sẽ làm nóng nó, vì vậy quá trình này tạo ra nhiệt. Sau đó, hơi di chuyển qua các cuộn ống trong dàn lạnh của máy bơm nhiệt, làm nóng tòa nhà.

Vào mùa hè, máy bơm nhiệt chạy ngược lại và lấy năng lượng từ trong phòng và di chuyển nhiệt đó ra ngoài trời, mặc dù bên ngoài trời nóng hơn - về cơ bản, hoạt động giống như một phiên bản lớn hơn của tủ lạnh.

Hiệu quả hơn lò nung

Máy bơm nhiệt cần một lượng điện để chạy, nhưng đó là một lượng tương đối nhỏ. Các hệ thống máy bơm nhiệt hiện đại có thể truyền năng lượng nhiệt ở dạng nhiệt nhiều hơn gấp ba hoặc bốn lần so với năng lượng điện tiêu thụ để thực hiện công việc này - và chủ nhà phải trả tiền.

Ngược lại, chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, như các hệ thống sưởi thông thường làm, luôn luôn lãng phí một số. Điều đó đúng với việc đốt dầu hoặc khí đốt để làm nóng không khí trong lò, hoặc sử dụng máy sưởi điện để làm nóng không khí - mặc dù trong trường hợp đó, chất thải xảy ra khi điện được tạo ra. Khoảng XNUMX/XNUMX năng lượng được sử dụng để sản xuất điện tại nhà máy điện là bị mất trong quá trình này.

Trang bị thêm nhà ởtoa nha thương mại với máy bơm nhiệt làm tăng hiệu quả sưởi ấm. Khi kết hợp với việc chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo, nó tiếp tục làm giảm việc sử dụng năng lượng và phát thải carbon.

Đi điện

Phát triển hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạchchính sách chủ động đang thúc đẩy doanh số bán máy bơm nhiệt ở Mỹ và quốc tế. Máy bơm nhiệt hiện đang được sử dụng trong 5% hệ thống sưởi ấm trên toàn thế giới, tỷ lệ sẽ cần tăng lên một phần ba vào năm 2030 và cao hơn nhiều sau khi đạt được lượng khí thải bằng 0 của 2050.

Ở những khu vực ấm hơn với nhu cầu sưởi ấm tương đối thấp, máy bơm nhiệt chạy rẻ hơn so với lò nung. Các khoản tín dụng thuế, chiết khấu tiện ích hoặc các khoản trợ cấp khác cũng có thể cung cấp các biện pháp khuyến khích để giúp thanh toán các chi phí trả trước, bao gồm cả các ưu đãi liên bang được phục hồi bởi chính quyền Biden.

Ở những vùng khí hậu cực kỳ lạnh giá, các hệ thống này có thêm một bộ sưởi bên trong để giúp đỡ. Thiết bị này không hiệu quả bằng và có thể làm tăng đáng kể hóa đơn tiền điện. Những người sống ở những nơi lạnh giá có thể muốn xem xét máy bơm nhiệt địa nhiệt như một sự thay thế.

Các hệ thống này tận dụng thực tế là nhiệt độ mặt đất ấm hơn không khí vào mùa đông. Hệ thống địa nhiệt thu thập hơi ấm từ trái đất và sử dụng công nghệ máy nén và chất lỏng tương tự như máy bơm nhiệt nguồn không khí để truyền nhiệt vào các tòa nhà. Chúng tốn nhiều chi phí hơn, vì việc lắp đặt chúng liên quan đến việc đào để chôn đường ống dưới mặt đất, nhưng chúng cũng giảm sử dụng điện.

Mới, nhỏ hơn “hệ thống bơm nhiệt chia nhỏ ” hoạt động tốt ở tất cả các vùng khí hậu lạnh nhất. Thay vì yêu cầu các ống dẫn để di chuyển không khí qua các tòa nhà, các hệ thống này kết nối với các thiết bị treo tường để sưởi ấm hoặc làm mát các phòng riêng lẻ. Chúng dễ lắp đặt và có thể được sử dụng chọn lọc trong các căn hộ riêng lẻ, giúp việc trang bị thêm các tòa nhà lớn trở nên dễ dàng hơn.

Ngay cả với hệ thống sưởi và làm mát tốt nhất, lắp đặt vật liệu cách nhiệt thích hợp và bịt kín các chỗ rò rỉ của tòa nhà là chìa khóa để giảm sử dụng năng lượng. Bạn cũng có thể thử nghiệm với máy điều nhiệt của mình để xem bạn có thể sưởi ấm hoặc làm mát nhà mình ở mức độ nào trong khi vẫn giữ cho mọi người cảm thấy thoải mái.

Dàn lạnh bơm nhiệt chia nhỏ lắp trên lò sưởi. Một hệ thống bơm nhiệt chia nhỏ mới. Robert Brecha, CC BY-NĐ

Để được trợ giúp tìm ra liệu máy bơm nhiệt có thể hoạt động cho bạn hay không, một nguồn thông tin tốt là nhà cung cấp điện của bạn. Nhiều tiện ích cung cấp kiểm tra năng lượng gia đình có thể xác định các cách hiệu quả về chi phí để làm cho ngôi nhà của bạn tiết kiệm năng lượng hơn. Các nguồn tốt khác bao gồm Bộ Năng lượng Hoa KỳHội đồng Hoa Kỳ về một nền kinh tế hiệu quả năng lượng. Khi sự thúc đẩy xã hội điện hóa ngày càng nhanh, máy bơm nhiệt đã sẵn sàng đóng vai trò trung tâm.

Giới thiệu về Tác giả

Robert Brecha, Giáo sư Bền vững, Đại học Dayton

sách_home

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Conversation

Conversation

BẠN CŨNG CÓ THỂ THÍCH

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

ánh sáng rực rỡ từ dưới tòa nhà nhỏ ánh sáng ruộng bậc thang dưới bầu trời đầy sao
Đêm nóng làm rối loạn đồng hồ bên trong của cơm
by Matt Shipman-NC State
Nghiên cứu mới làm rõ những đêm nóng đang hạn chế năng suất cây trồng đối với cây lúa như thế nào.
Gấu bắc cực trên gò băng tuyết lớn
Biến đổi khí hậu đe dọa Vùng băng cuối cùng của Bắc Cực
by Hannah Hickey-U. Washington
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các bộ phận của vùng Bắc Cực được gọi là Vùng băng cuối đã cho thấy sự suy giảm của lượng băng trên biển vào mùa hè.
lõi ngô và lá trên mặt đất
Để cô lập carbon, để thức ăn thừa của cây trồng bị thối rữa?
by Ida Eriksen-U. Copenhagen
Nghiên cứu cho thấy các vật liệu thực vật có thể thối rữa trong đất tạo thành phân hữu cơ tốt và đóng vai trò quan trọng trong việc cô lập carbon.
hình ảnh
Cây cối đang chết khát trong đợt hạn hán ở phương Tây - đây là những gì đang diễn ra bên trong mạch máu của chúng
by Daniel Johnson, Trợ lý Giáo sư Sinh lý Cây và Sinh thái Rừng, Đại học Georgia
Giống như con người, cây cối cần nước để tồn tại trong những ngày khô nóng, và chúng chỉ có thể tồn tại trong thời gian ngắn dưới nhiệt độ khắc nghiệt…
hình ảnh
Khí hậu giải thích: cách IPCC đạt được sự đồng thuận khoa học về biến đổi khí hậu
by Rebecca Harris, Giảng viên cao cấp về Khí hậu học, Giám đốc, Chương trình Tương lai Khí hậu, Đại học Tasmania
Khi chúng ta nói rằng có một sự đồng thuận khoa học rằng khí nhà kính do con người tạo ra đang gây ra biến đổi khí hậu, thì điều gì…
Khí hậu nhiệt đang thay đổi chu trình nước trên Trái đất
by Tim Radford
Con người đã bắt đầu thay đổi chu trình nước của Trái đất, và không phải theo chiều hướng tốt: mong đợi những cơn mưa gió mùa muộn hơn và khát hơn…
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
by Simon Cook, Giảng viên Cao cấp về Thay đổi Môi trường, Đại học Dundee
Khoảng 27 triệu mét khối đá và băng sông băng đã sụp đổ từ Đỉnh Ronti trên dãy Himalaya phía bắc Ấn Độ vào…
Di sản hạt nhân là một vấn đề đau đầu tốn kém cho tương lai
by Paul Brown
Làm thế nào để bạn lưu trữ an toàn chất thải hạt nhân đã qua sử dụng? Không ai biết. Nó sẽ là một cơn đau đầu tốn kém cho con cháu của chúng ta.

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.