Οι άνθρωποι που νοικιάζουν τα σπίτια τους ή δεν έχουν αρκετά χρήματα για να κάνουν σημαντικές αναβαθμίσεις στα σπίτια τους, εδώ και πολλά χρόνια έχουν μείνει εκτός μιας σημαντικής αλλαγής στην τεχνολογία θέρμανσης και ψύξης που μπορεί να βελτιώσει την απόδοση, να εξοικονομήσει χρήματα και να είναι καλύτερη για το παγκόσμιο κλίμα: τις αντλίες θερμότητας.
Σύμφωνα με τον independent, η θέρμανση και η ψύξη των κτιρίων καταναλώνει το 35% της συνολικής ενέργειας που χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες κάθε χρόνο. Πολλά σπίτια και επιχειρήσεις μετατρέπουν τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης που τροφοδοτούνται με ορυκτά καύσιμα σε ηλεκτρικές αντλίες θερμότητας, οι οποίες χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια όχι για την παραγωγή ζεστού ή κρύου αέρα, αλλά για τη μεταφορά θερμότητας σε χώρους που χρειάζονται θέρμανση και εκτός χώρων που χρειάζονται ψύξη.
Μέχρι πρόσφατα, αυτή η διαδικασία απαιτούσε σημαντική ποσότητα αρκετά μεγάλου και ακριβού εξοπλισμού για μόνιμη εγκατάσταση σε ένα κτίριο, κάτι που απαιτεί έναν επαγγελματία εργολάβο και μπορεί να κοστίσει έως και 10.000 δολάρια ΗΠΑ μόνο για την εγκατάσταση – επιπλέον του ίδιου του εξοπλισμού. Συχνά ονομάζονται μίνι-διαχωριστικά (mini-splits), αυτά τα συστήματα συνήθως διαθέτουν έναν συμπυκνωτή έξω από το κτίριο που ανταλλάσσει θερμότητα με τον εξωτερικό αέρα και έναν εξατμιστή στο εσωτερικό που ανταλλάσσει θερμότητα με τον εσωτερικό αέρα.
Αλλά τώρα οι αντλίες θερμότητας παραθύρων γίνονται διαθέσιμες στις ΗΠΑ. Όπως ακριβώς ένα κλιματιστικό παραθύρων, αυτές οι αυτόνομες συσκευές μπορούν να εγκατασταθούν χωρίς επαγγελματική βοήθεια και να συνδεθούν σε μια πρίζα. Σε αντίθεση με τα κλιματιστικά παραθύρων , όμως, μπορούν να παρέχουν θέρμανση καθώς και ψύξη. Κοστίζουν πολύ λιγότερο από ένα μόνιμο σύστημα – μεταξύ 3.000 και 4.000 δολαρίων – και μπορούν να μεταφερθούν σε νέο ακίνητο εάν ο ιδιοκτήτης μετακομίσει.
Δεν υπάρχουν πολλές επιλογές που διατίθενται στο εμπόριο ακόμα, και όσες κυκλοφορούν στην αγορά δεν μπορούν να θερμάνουν ή να ψύξουν πολύ μεγάλους χώρους από μόνες τους. Και λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά κατά τη θέρμανση κατοικιών σε μέρη με εξαιρετικά χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες. Υπάρχουν διαθέσιμα στην αγορά μερικά μοντέλα που είναι ακόμη φθηνότερα, αλλά δεν έχουν αξιολογήσεις απόδοσης, δεν λειτουργούν όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες είναι πολύ χαμηλές και είναι πιο θορυβώδη όταν λειτουργούν.
Έχω σχεδιάσει και αξιολογήσει ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών ενεργειακής απόδοσης κτιρίων. Δείτε πώς λειτουργούν αυτές οι αντλίες θερμότητας παραθύρων και γιατί μπορούν να επιτρέψουν στους κατοίκους διαμερισμάτων και στους κατοίκους παλαιότερων κατοικιών να κάνουν εύκολα και σχετικά οικονομικά σημαντικές βελτιώσεις στα συστήματα θέρμανσης και ψύξης των σπιτιών τους. Οι ομοσπονδιακές επιδοτήσεις για αυτόν τον τύπο εξοπλισμού έληξαν το 2025, αλλά ορισμένες εταιρείες κοινής ωφέλειας, πολιτείες και τοπικές αυτοδιοικήσεις ενδέχεται να εξακολουθούν να προσφέρουν χρήματα για να βοηθήσουν στην πληρωμή του κόστους.
Μεταφορά θερμότητας από το ένα μέρος στο άλλο
Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν έναν αναστρέψιμο κύκλο ψύξης και μπορούν να παρέχουν παρόμοια θέρμανση και ψύξη με τις ηλεκτρικές θερμάστρες χώρου, τους φούρνους και τις θερμάστρες με πλακάκια, ενώ χρησιμοποιούν λιγότερο από το μισό ηλεκτρικό ρεύμα.
Οι πιο συνηθισμένες αντλίες θερμότητας μεταφέρουν θερμότητα μεταξύ αέρα σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους, αλλά και άλλα συστήματα μπορούν να ανταλλάξουν θερμότητα με το έδαφος ή με υδάτινα σώματα, όπως οι λίμνες.
Η χωρητικότητα των αντλιών θερμότητας ορίζεται από την ποσότητα θερμότητας που μπορούν να μεταφέρουν σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Μια αντλία θερμότητας που εξυπηρετεί ένα ολόκληρο σπίτι μπορεί να χρειάζεται χωρητικότητα από 12.000 έως 60.000 βρετανικές θερμικές μονάδες (περίπου 12.660 έως 63.300 κιλοτζάουλ) – αλλά η χωρητικότητα των μονάδων παραθύρων είναι πολύ χαμηλότερη, φτάνοντας μόνο περίπου τα 9.000 Btu (9.500 kJ).
Η απόδοση ποικίλλει ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες, όπου η μονάδα είτε στέλνει περίσσεια θερμότητας για να ψύξει τον εσωτερικό χώρο είτε συλλέγει θερμότητα για να θερμάνει τον εσωτερικό χώρο. Στη λειτουργία ψύξης, οι αντλίες θερμότητας αξιολογούνται με βάση τον εποχιακό λόγο ενεργειακής απόδοσης, έναν αριθμό που υποδεικνύει πόση ψύξη επιτυγχάνεται ανά μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται. Η αντίστοιχη μέτρηση για τη θέρμανση ονομάζεται συντελεστής εποχιακής απόδοσης θέρμανσης. Γενικά, όσο μεγαλύτεροι είναι αυτοί οι αριθμοί, τόσο καλύτερη θα είναι η απόδοσή τους. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ έχει θεσπίσει ελάχιστα πρότυπα για αυτούς τους αριθμούς.
Ενώ αυτές οι μονάδες λειτουργούν ακόμη και όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες είναι -13 βαθμοί Φαρενάιτ (-25 βαθμοί Κελσίου), η θερμαντική τους ισχύς μειώνεται σχεδόν στο μισό της ονομαστικής τους χωρητικότητας και η ενεργειακή τους απόδοση μειώνεται στο ένα τρίτο της ονομαστικής τους απόδοσης σε αυτήν τη θερμοκρασία.
Εκτός από το χαμηλό κόστος τους σε σύγκριση με τις συμβατικές αντλίες θερμότητας split, οι αντλίες θερμότητας παραθύρου σε πακέτο καλύπτουν τις ανάγκες θέρμανσης και ψύξης με χαμηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις και κόστος. Ωστόσο, κάθε μονάδα παραθύρου εξυπηρετεί μόνο ένα δωμάτιο, ενώ μια πιο συνηθισμένη μονάδα split μπορεί να εξυπηρετήσει πολλά δωμάτια.
Οι αντλίες θερμότητας παραθύρου σε πακέτο είναι εύκολες και οικονομικές στην εγκατάσταση και προσφέρουν ολοκληρωμένες επιλογές θέρμανσης και ψύξης για διαμερίσματα και παλαιότερα σπίτια, με υψηλότερη ενεργειακή απόδοση από τα παραδοσιακά συστήματα. Οι κύριοι περιορισμοί τους περιλαμβάνουν τη χαμηλή χωρητικότητά τους και τη μειωμένη ενεργειακή απόδοση σε εξαιρετικά ψυχρά κλίματα ή συνθήκες.
