Máy bơm nhiệt có thể đạt hiệu suất hơn 100%. Vâng, thực sự – Đây là cách thực hiện

Khi đang cố gắng giảm hóa đơn tiện ích, bạn có thể muốn sử dụng máy điều nhiệt.

Đó là một bản năng tốt. Đặt máy điều nhiệt của bạn một cách chiến lược có thể giúp giảm chi phí sưởi ấm hoặc làm mát nhưng đó không phải là cách duy nhất để tiêu tốn ít năng lượng hơn. Một biến số lớn được tích hợp ngay trong chính hệ thống HVAC của bạn: hiệu quả sử dụng năng lượng.

Cristi Pedotto, giám đốc danh mục đầu tư của thiết bị ống dẫn dân dụng Trane và American Standard giải thích: “Một giải pháp hiệu quả cho phép bạn đạt được kết quả tương tự với ít đầu vào hơn”.

Một trong những giải pháp sưởi ấm và làm mát hiệu quả nhất trên thị trường hiện nay là bơm nhiệt. Trong một số điều kiện, các thiết bị này thực sự có thể đạt hiệu suất trên 100% – thường nằm trong khoảng từ 200% đến 400% – cho phép bạn nhận được nhiều năng lượng hơn mức bạn đưa vào ban đầu.

Đây là cách hoạt động và tại sao máy bơm nhiệt là một cách hiệu quả để sưởi ấm và làm mát ngôi nhà của bạn.

---

Đừng bỏ lỡ bất kỳ nội dung công nghệ khách quan nào và các bài đánh giá dựa trên phòng thí nghiệm của chúng tôi. Thêm CNET làm nguồn ưa thích của Google.

---

Hiệu quả năng lượng là gì?

Hiệu quả năng lượng là một cách đo lường mối quan hệ giữa lượng năng lượng bạn đưa vào hệ thống và lượng năng lượng bạn lấy ra khỏi hệ thống.

Giả sử bạn phải trả một lượng gas nhất định để cung cấp năng lượng cho lò sưởi trong nhà. Khi hệ thống chuyển đổi khí đó thành nhiệt cho ngôi nhà của bạn, bằng cách đốt nó và sau đó truyền nhiệt qua các ống dẫn hoặc bộ tản nhiệt, một phần nhiệt sẽ bị thất thoát trong quá trình hoạt động, về cơ bản là lãng phí. Vì vậy, bạn càng nhận được nhiều nhiệt từ đơn vị khí đó mà không làm mất nó thì hiệu suất của lò của bạn càng cao.

Pedotto nói: “Nói một cách đơn giản, chúng ta sử dụng năng lượng tiêu thụ càng hiệu quả thì chúng ta càng cần ít năng lượng hơn” để sưởi ấm cùng một ngôi nhà.

Hiệu suất năng lượng điển hình của hệ thống sưởi ấm bằng nhiên liệu hóa thạch là gì?

Hệ thống sưởi ấm bằng nhiên liệu hóa thạch truyền thống có thể có nhiều mức xếp hạng hiệu quả khác nhau, tùy thuộc vào độ tuổi của thiết bị và cách bố trí trong nhà của bạn.

Ví dụ, một lò gas thông thường thường có hiệu suất từ ​​80% đến 98%. Pedotto cho biết 80% là mức hiệu suất tối thiểu hiện được yêu cầu đối với các lò nung được bán ở Mỹ – ngưỡng này sẽ tăng lên 95% vào năm 2028.

Nhưng đánh giá đó có thể bị đẩy xuống thấp hơn theo một số cách.

Ví dụ, nếu nhiệt từ lò được đẩy qua các ống dẫn khí, không khí có thể mất nhiệt khi di chuyển đến lỗ thoát nhiệt. Đó là nhận định của Gwendolyn van der Linden, kỹ sư thuật toán chính tại công ty khởi nghiệp máy bơm nhiệt San Francisco. Chăn. Và điện dùng để cung cấp năng lượng cho quạt hoặc máy thổi không được đưa vào tính toán hiệu suất tiêu chuẩn cho lò gas, Pedotto nói.

Tính năng	Hệ thống sưởi nhiên liệu hóa thạch (Lò gas)	Bơm nhiệt điện
Đo lường hiệu quả	Hiệu suất sử dụng nhiên liệu hàng năm (AFUE)	Hệ số hiệu suất (COP)
Phạm vi hiệu quả điển hình	80% đến 98% (AFUE)	100% đến 400% (COP từ 2 đến 4)
Cơ chế	Tạo ra nhiệt bằng cách đốt khí	Truyền nhiệt từ nơi này sang nơi khác (lấy nhiệt từ không khí bên ngoài).
Tại sao nó có thể vượt quá 100%	Không thể vượt quá hiệu suất 100% vì nó tạo ra nhiệt	Di chuyển năng lượng thay vì tạo ra nó, đòi hỏi năng lượng điện đầu vào ít hơn năng lượng nhiệt được cung cấp.
Hiệu quả tối thiểu (Mỹ)	80% (yêu cầu tối thiểu đối với các lò mới, sẽ tăng lên 95% vào năm 2028)	Các mẫu cũ hơn có thể mang lại COP là 2 (hiệu suất 200%). Bộ Năng lượng quy định mức tối thiểu cho các mẫu mới hơn là 3,1 COP
Hãy cẩn thận về hiệu quả	Đánh giá hiệu quả có thể thấp hơn do thất thoát nhiệt trong ống dẫn khí hoặc điện sử dụng cho quạt/máy thổi	Hiệu suất có thể giảm ở nhiệt độ cực lạnh (COP có thể giảm hiệu suất xuống dưới 1/100%). Các mô hình mới hơn tốt hơn trong việc duy trì hiệu quả

Hiệu suất điển hình của máy bơm nhiệt điện là gì?

Khi thảo luận về hiệu suất của máy bơm nhiệt điện, chúng ta có thể sử dụng phép đo được gọi là “hệ số hiệu suất” hay COP. Điều này đo lượng điện cần thiết để vận hành hệ thống so với lượng năng lượng (nhiệt hoặc làm mát) được cung cấp cho ngôi nhà của bạn.

Ngay cả một máy bơm nhiệt cũ hơn cũng có thể có COP bằng hai, nghĩa là nó truyền năng lượng vào nhà bạn nhiều gấp đôi so với năng lượng cần thiết để vận hành. Pedotto nói: “Những gì nó có thể làm được thật đáng chú ý.

Nhưng các hệ thống bơm nhiệt mới hơn có thể còn cao hơn nữa, van der Linden nói. Mô hình của công ty cô có COP trung bình là 4, hiệu suất về cơ bản là 400%.

Tuy nhiên, ở một số nhiệt độ cực lạnh, COP của máy bơm nhiệt thực sự có thể giảm xuống dưới 1, nghĩa là nó hoạt động hiệu quả dưới 100% và sử dụng nhiều năng lượng hơn để vận hành so với lượng năng lượng cuối cùng truyền vào nhà bạn. Máy bơm nhiệt mới hơn có thể duy trì hiệu quả ở nhiệt độ thấp hơn. Ví dụ, mô hình của Quilt báo cáo COP là 2 ở 5 độ F.

Làm thế nào có thể đạt được hiệu suất trên 100%?

Câu trả lời nằm ở sự đổi mới cơ bản của máy bơm nhiệt. Chúng không tạo ra nhiệt giống như lò nung bằng cách đốt khí đốt. Đúng hơn, bơm nhiệt chỉ đơn giản là di chuyển nhiệt từ nơi này sang nơi khác.

Vào mùa đông, máy bơm nhiệt sẽ lấy nhiệt từ không khí bên ngoài (vâng, có một số tỏa nhiệt ngay cả trong mùa đông lạnh giá) và sử dụng chất làm lạnh để trích xuất năng lượng đó và thổi vào nhà bạn dưới dạng không khí nóng. Như Pedotto giải thích, “Bạn không tạo ra nhiệt, bạn lấy nó từ bên ngoài và truyền nó vào bên trong.”

Điều này cho phép máy bơm nhiệt có xếp hạng hiệu suất cao hơn: Thường tốn ít năng lượng hơn để di chuyển nhiệt so với tạo ra nhiệt.

Tuy nhiên, hiệu suất của bơm nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Nếu có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong nhà mong muốn và nhiệt độ ngoài trời hiện tại (chẳng hạn như vào một ngày mùa đông lạnh giá), máy bơm nhiệt phải làm việc nhiều hơn để lấy nhiệt từ không khí ngoài trời và hiệu suất của nó sẽ giảm xuống mức thấp hơn.

Nhưng điều ngược lại cũng đúng. Nếu đó là một ngày mùa đông ôn hòa, sẽ có nhiều năng lượng nhiệt trôi nổi bên ngoài hơn, điều đó có nghĩa là máy bơm nhiệt sẽ không hoạt động mạnh để giải nén nó.

Tại sao hiệu quả năng lượng lại quan trọng với bạn

Hầu hết người tiêu dùng sẽ quan tâm đến tính hiệu quả vì một lý do đơn giản: Nó có thể làm giảm hóa đơn tiện ích của họ. Hệ thống HVAC của bạn càng hiệu quả thì bạn càng cần ít năng lượng (phải trả tiền) để giữ cho ngôi nhà của bạn ở nhiệt độ dễ chịu.

Tuy nhiên, việc chuyển từ hệ thống chạy bằng khí đốt sang hệ thống bơm nhiệt điện (ngay cả với hiệu suất cao ngất trời) sẽ không luôn luôn giúp bạn tiết kiệm tiền. Nếu bạn sống ở một tiểu bang có giá gas thuận lợi hơn giá điện hoặc nơi có nhiều ngày mùa đông lạnh giá, việc bạn chạy lò đốt chạy bằng gas thực sự có thể rẻ hơn.

Tất nhiên, giá cả không phải là lý do duy nhất để chuyển đổi. Đốt ít nhiên liệu hóa thạch sẽ tốt cho môi trường và có thể giúp giảm lượng khí thải nhà kính, ngay cả khi điều đó không giúp ích ngay lập tức cho ví tiền của bạn.