Тепловые насосы: как «холодильник наоборот» меняет отопление домов в Великобритании 🌡️❄️➡️🔥

В 2023 году всего 1% домов в Великобритании был оборудован тепловым насосом, но чтобы достичь целей правительства по климату, к 2048 году около 80% домов должны отапливаться именно такими устройствами. В отличие от газовых котлов, которые сжигают топливо для выработки тепла, тепловые насосы используют более сложный процесс, иногда называемый «холодильником наоборот».

Принцип работы основан на цикле испарения и конденсации: тепло переносится снаружи внутрь здания. Как объясняет Роберт Сэнсом, член энергетической комиссии Института инженеров и технологов Великобритании, «ключ к пониманию работы теплового насоса — это физика жидкостей, твёрдых тел и газов».

Внутри насоса проходит контур с хладагентом. Под давлением хладагент меняет состояние: из жидкости в газ и обратно. При переходе из жидкости в газ он поглощает тепло из окружающей среды, а при конденсации — отдаёт его. Этот процесс позволяет переносить энергию эффективно и экономично.

Более эффективны, чем газовые котлы ⚡💡

Многие удивляются, узнав, что тепловые насосы в три раза эффективнее газовых котлов, даже в самые холодные дни года. По данным исследования Energy Systems Catapult, проведённого в сотнях домов с тепловыми насосами, устройства показывают высокую эффективность благодаря использованию «бесплатного» тепла из окружающей среды — воздуха, земли или воды.

Электричество нужно лишь для работы компрессора, но в целом тепловой насос способен выдавать больше энергии в виде тепла, чем потребляет в виде электричества, достигая КПД более 100%. Как объясняет Сэнсом: «В этом и заключается магия тепловых насосов: они извлекают тепло из окружающей среды».

Экологичность растёт с каждым годом 🌱

Поскольку тепловые насосы работают на электричестве, их экологическая ценность растёт по мере того, как электросети становятся «зеленее». В 2022 году источники с нулевым уровнем выбросов, такие как возобновляемая энергия и атомная генерация, обеспечивали почти половину электроэнергии в стране. К 2035 году планируется полностью перейти на «чистую» сеть, что позволит отапливать дома без углеродного следа.

Поддержка государства и рост популярности 💷

С ноября 2023 года правительство увеличило гранты на замену котлов до £7,500, что стимулировало рост интереса к тепловым насосам. Однако для достижения цели установки 600,000 насосов в год требуется подключать около 50,000 домов ежемесячно. Домашнее отопление в Великобритании потребляет почти 40% газа, поэтому внедрение тепловых насосов является ключевой частью стратегии по снижению выбросов к 2040 году.

Подходит для большинства домов 🏡

Хотя некоторые опасаются, что старые дома с плохой теплоизоляцией не смогут эффективно использовать насосы, исследования Energy Systems Catapult показывают, что более 80% пользователей довольны заменой газового котла на тепловой насос. Установка возможна как в новых, так и в старых зданиях, хотя улучшение теплоизоляции повышает эффективность системы.

Тепловые насосы становятся технологическим и экологическим решением, позволяя экономично и безопасно отапливать дома, используя «бесплатное» тепло окружающей среды и сокращая углеродный след страны. 🌍🔥❄️