ヒートポンプはどのように動作するのですか?

次に、非常に強く伸ばして、温度に敏感な上唇にすばやく当てます。 以前より暖かく感じられると思います。 これは、輪ゴムにエネルギーを加えて温度を上昇させるためです。

素晴らしい部分への準備はできていますか? 室温に戻るまで少し伸ばしたままにしておきます。 次に、ゴムバンドを緩めて、すぐにもう一度唇に触れさせます。 雪が降る もっと寒い 室温よりも！ 真剣に、これを自分で試してみてください。

では、十分な大きさの輪ゴムがあれば、これを使って家を涼しくできるでしょうか? ちょっと待って、あなたはこう言うでしょう。「最初の段階で、輪ゴムを伸ばすと熱くなって、その後、元の温度に戻りました。そうすることで、ゴムバンドは元の温度に戻りました」 加熱された 空気。 あなたが正しい。 しかし、その暖かい空気を外に排出できたらどうなるでしょうか? そうすれば、冷却段階だけを内部に留めておくことができます。

ブーム。 エアコンを再発明したのですね！ エアコンには輪ゴムの代わりに冷媒と呼ばれる流体があり、閉ループ内を内側から外側に循環します。 この流体は比熱が低いため、温度変化が速く、沸点が非常に低く、華氏 -15 度程度で気体に変わります。

調子はどうですか？ ガスは最初に圧縮され、約 150 度まで加熱されます。 高温のガスは、ファンが送風された状態で、屋外にある一連の銅コイル内を循環するため、ガスは熱エネルギーを大気中に失います。 （銅は比熱も低いです。）

その後ポンプで内部に戻され、圧力が急速に低下して膨張し、瞬時に約 40 度まで冷却されます。 冷えた流体が室内のコイルを循環すると、ファンが暖かい室内空気をその上に吹き付け、その過程で流体が再び加熱され、室内の空気が冷却されます。 システムが循環するとき、基本的には熱エネルギーを屋内で受け取り、屋外に運びます。

ちなみに、これは冷蔵庫がチーズやソーダを冷たく保つために使用するプロセスとまったく同じです。 どちらの場合も、このプロセスにより、内側のものは冷たくなり、外側のものは暖かくなります。 冷蔵庫の後ろに手をかざせば、私の言いたいことがわかるでしょう。 冗談ですが、輪ゴムで動く冷蔵庫を実際に作った人を紹介します。

つまり、ヒートポンプは新しいものではありません。

これはヒートポンプに関する記事になると思いましたよね? まあ、どうだろう。 私たちはこれまでずっとヒートポンプについて話してきました。ヒートポンプは同じ原理で動作するからです。 ヒートポンプは、エアコンと同じように、冷媒を循環させ、圧力を変化させて温度を変化させることによって家を冷却します。そのため、ある場所から熱エネルギーを取り出して別の場所に置きます。

さて、大きな謎に戻りましょう。ヒートポンプは、実際に熱を発生させずに、寒い日に室内の空気の温度をどのようにして上昇させることができるのでしょうか? シンプル：逆に実行するだけです。 今回は、高温になった圧縮冷媒を家の中で冷まして室内の空気温度を上げます。 低圧の冷たいガスは暖められるために外に出ます。

外でウォーミングアップしますか？ はい。 たとえ氷点下の日であっても、空気には熱エネルギーが存在します。 絶対零度よりも高い限り、信じてください、華氏マイナス 460 度くらいですから、空気の分子は運動しています。 そして、冷媒を、ほとんどの場所で冬の気温よりも低い、たとえば -15 度まで冷却しているため、極寒の空気からも熱エネルギーが絞り出されます。

もちろんエネルギーを無料で手に入れることはできません。 ヒートポンプは電気を利用してコンプレッサーとファンを駆動します。 しかし、自宅にソーラーパネルがある場合、またはお住まいの地域の電力の一部でも非炭素源からのものである場合、ガス炉をヒートポンプに置き換えることで、温室効果ガス排出量の削減に大きな違いが生じる可能性があります。 そしておそらくその過程で光熱費も下がるでしょう。