電気自動車用「ヒートポンプ」とは

そうは言っても、あなたはヒートポンプについてはよくご存知です。エアコンや冷蔵庫と言い続けているだけです。

ここで、別の思考実験をしてみましょう。窓用エアコンがあれば、実際の実験として行うこともできます。逆向きに取り付けます。つまり、コントロールを窓の外側に設置します。これは涼しく乾燥した天候で行ってください。何が起こるでしょうか？

ご想像のとおり、裏庭に冷気が吹き込まれ、家の中に熱が放出されます。したがって、依然として熱を輸送しており、暖房することで家をより快適にします。確かに外気は冷やされますが、Windows から離れるとその効果は最小限になります。

これで、家を暖房するためのヒートポンプが完成しました。最高ではないかもしれないヒートポンプ、でもうまくいきます。さらに、夏になったら裏返してエアコンとしても使えます。

もちろん、実際にはそんなことはしないでください。やってみると、最初に雨が降ってコントローラーに水が入った時点で間違いなく失敗します。代わりに、同じ原理を使用して家を暖房する市販の「空気源」ヒートポンプを購入することもできます。

もちろん、問題はウォッカが高価で、ワインを冷やすためにすぐになくなってしまうということだ。ウォッカを安価な消毒用アルコールに置き換えたとしても、すぐに出費について不平を言うことになるでしょう。

これらのデバイスの一部には逆転バルブと呼ばれるものがあり、同じデバイスが二重の役割を果たすことができます。以下に説明するように、熱を外部から内部または内部から外部に汲み上げ、暖房と空調の両方を提供できます。

 

なぜヒートポンプは電気ヒーターよりも効率が良いのでしょうか?

ヒートポンプは熱を発生させるために電気を必要としないため、電気ヒーターよりも効率的です。が使用する電気は、ヒートポンプ多少の熱は発生しますが、より重要なのは、熱を屋外から家の中に送り込むことです。電動コンプレッサーに送られるエネルギーに対する家庭内に放出される熱の比率は、成績係数 (COP) と呼ばれます。

電気発熱体によって生成された熱をすべて提供する単純な電気スペース ヒーターの COP は 1 です。一方、ヒート ポンプの COP は 1 桁高くなる場合があります。

ただし、ヒートポンプのCOPは固定値ではありません。これは、熱が送り込まれる 2 つの貯留層間の温度差に反比例します。とはいえ、寒すぎない貯水池から暑すぎない建物に熱を汲み上げる場合、COP は大きな値になります。これは、ヒート ポンプが電気の使用効率が非常に高いことを意味します。しかし、極度に冷たい貯留槽からすでに暖かい建物に熱を送り込もうとすると、COP 値が低下し、効率が低下することになります。

結果は直感的に予想されるとおりです。屋外の熱源として見つけられる限り最も暖かいものを使用するのが最善です。

屋外の空気を蓄熱器として使用する空気熱源ヒートポンプは、冬の暖房シーズンには屋外の空気が非常に冷たいため、この点では最悪の選択肢です。冬でも中深度の地面はまだかなり暖かいため、地中熱ヒートポンプ (地熱ヒートポンプとも呼ばれます) はさらに優れています。

ヒートポンプに最適な熱源は何ですか?

 地上電源の問題ヒートポンプこの埋もれた熱の貯蔵庫にアクセスする方法が必要だということです。家の周りに十分なスペースがある場合は、溝を掘って、数メートルの深さなど、適切な深さにパイプの束を埋めることができます。次に、これらのパイプに液体 (通常は水と不凍液の混合物) を循環させて、地面からの熱を吸収します。あるいは、地面に深い穴を開け、その穴に垂直にパイプを設置することもできます。ただし、これらはすべて高価になります。

幸運な少数の人が利用できるもう 1 つの戦略は、パイプを一定の深さの水に浸し、近くの水域から熱を取り出すことです。これらは水源ヒートポンプと呼ばれます。一部のヒートポンプは、建物から出る空気または太陽熱温水から熱を抽出するという、より珍しい戦略を採用しています。

極寒の気候では、可能であれば地中熱ヒートポンプを設置することが合理的です。おそらくこれが、スウェーデン (人口あたりのヒートポンプ数が最も多い国の 1 つ) のほとんどのヒートポンプがこのタイプである理由です。しかし、スウェーデンでさえ空気熱源ヒートポンプの割合が高く、これはヒートポンプが温暖な気候の住宅の暖房にのみ適しているという（少なくとも米国での）一般的な主張を裏切るものである。

したがって、どこにいても、より高い初期費用を支払う余裕がある場合は、次に家を暖房する方法について決定に直面したときは、従来のストーブやボイラーの代わりにヒートポンプの使用を検討してください。