世界で最も効率的なヒートポンプを求めて

イングランド北部のピーク ディストリクトの端にある築 100 年の家の外では、ヒート ポンプのファン ブレードが高速で回転しています。ファン ブレードは、冷媒のコイルに外気を吸い込み、その空気から熱を集めます。空気熱源ヒート ポンプはすべてこの仕組みで、寒い日でも熱を集めることができます。しかし、このヒート ポンプは特別です。国内で最も効率的な設備の 1 つです。

「私はそこで2位です」と、フィズのオーナーで元化学教師のロブ・リッチー氏は、英国内外のヒートポンプのオンラインランキングのようなHeatPumpMonitor.orgでのシステムの順位について語った。「重要ではないと言うべきでしょうが、重要なのです。そこにいるのはうれしいことです。」

本稿執筆時点では、リアルタイム データによると、リッチーのヒート ポンプは 1 キロワット時の電力を消費するごとに 5.5 キロワット時の熱を供給しており、これは性能係数 (COP) が 5.5 であることを示しています。リッチーのヒート ポンプを製造した Viessmann のアクティブ移行サポート リーダー、エマ ルイーズ ベネット氏は、COP が 5 以上を達成することは「まったく信じられない」ことだと述べています。英国では、ヒート ポンプの平均的な COP は 2 から 3 の間になる傾向があります。

ソーシャルメディアに精通した配管工や、暖房システムの動画をオンラインで共有する環境意識の高い住宅リフォーム業者にとって、ヒートポンプは流行の兆しです。脱炭素化と気候変動の壊滅的な影響の抑制に向けた競争において、化石燃料を燃焼するボイラーや炉から家庭用暖房システムを切り替えることは不可欠です。国際エネルギー機関によると、ヒートポンプはその戦いの重要な武器となるでしょう。国際エネルギー機関は、ヒートポンプによって世界的にCO2排出量が削減されると推定しています。₂ 排出量を5億トン削減します。これは、ヨーロッパのすべての自動車を道路から排除するのに相当します。

新世代の暖房技術者は、ヒートポンプを限界まで押し上げることができることに気づきました。これらの設置業者は、余分なエネルギーを使わずに部屋を暖める低温暖房システムを設計することに細心の注意を払うことで、驚異的なレベルの効率を達成しています。

ヒートポンプは、物理学のおかげで、1キロワット時の電力から数キロワット時の熱を供給できます。装置内に密封された冷媒は、たとえば屋外の空気によってわずかに暖められるとすぐに蒸発し、その後コンプレッサーが暖められたガスを加圧して、さらに熱を加える効果があります。このプロセスに必要な電力はわずかで、冷媒の温度を数度も上げることができます。

リッチーは10年ほど前にシェフィールド近郊の一戸建て住宅に引っ越して以来、屋根裏に断熱材とソーラーパネルを設置してきたが、建物の構造は必ずしも効率的に室内を暖かく保つのに最適とは言えない。この住宅は断熱材がほとんど入っていない薄い空洞壁で、リッチーは海抜800フィートの高地に住んでいるため、屋外の気温は一般的に比較的低い。しかし、ヒートポンプとソーラーパネルのおかげで、彼は現在、年間2,700ポンド（3,420ドル）の光熱費を節約していると見積もっている。これは、ヒートポンプが困難な場所にある古い住宅でもうまく機能することを示している、と彼は言う。

このシステムを設計したのは地元の設置業者デイモン・ブレイクモア氏で、ブレイクモア氏は HeatPumpMonitor.org を定期的にチェックして、自分の仕事が競合他社のものとどう違うかを確認している。リッチー氏のヒートポンプは現時点ではトップではないが、注目に値するとブレイクモア氏は強調する。なぜなら、今年 9 月に 1 年分のデータが蓄積されれば、このヒートポンプは、365 日の季節 COP (SCOP) が 5 を達成する、リーダーボード上の最初の空気源デバイスになる可能性があるからだ。これは、ヒートポンプが 1 年間でどれだけうまく機能したかを示す平均値である。暖房需要をシフトさせる夏と冬の天候の変化は、他の要因の中でも特に、システム全体の効率に影響を与える傾向がある。

ブレイクモア氏は、ベネット氏の言葉を借りれば「SCOP チェイサー」の 1 人で、自分が設置するシステムの効率を最大化することに熱心です。英国には、Facebook や X でお互いをフォローし、お互いのポッドキャストに顔を出し、HeatPumpMonitor.org で上位ランクを目指して競い合う、小規模ながらも非常に目立つグループがあります。この効率競争の利害関係者の 1 つが Heat Geek です。この組織は、ブレイクモア氏を含む複数の優秀な設置業者を育成してきました。

HeatPumpMonitor.org を運営する Open Energy Monitor (OEM) の共同設立者、グリン・ハドソン氏は、暖房業界で出現しつつあるカジュアルな競争について、「特に予想していたことではありません」と語る。「しかし、設置業者は自分の仕事に誇りを持っています。彼らはソーシャル メディアで設置した写真を披露することを楽しんでいます。配管レイアウトは彼らにとって非常に重要です。」