ヒートポンプは持続可能な快適さ向けの最適なシステムとなり、世界中の住宅、市営、商業施設が暖房と冷却を行う環境を支援すると同時に、エネルギーコスト、エネルギー消費、カーボンフットプリントを削減し、最終的には温室効果ガスの世界的な影響を低減するのに役立ちます。
ヒートポンプとは
ヒートポンプは、燃料を燃やすことなく、家庭や建物に暖房を供給するシステムで、炉やボイラーに似ています。ヒートポンプは、エアコンで使用されるのと同じ熱伝達プロセスとほとんど同じ機器で作動します。空調装置は、クローズドループ冷媒システムを使用して内部空間から熱を除去し、建物の外に放出します。ヒートポンプは、冷媒の流れを逆転させ、屋外から熱を取り除き、建物の内部で放出するだけです。
周囲温度が低い場合でも、ヒートポンプは熱を取り込み、屋内空間に熱を提供することができます。ほとんどのヒートポンプは可逆的であるため、季節の必要に応じて冷却または加熱を行うことができます。これは、非常に効率的な冷暖房ソリューションの一部であり、 最大で消費エネルギーの 3 倍のエネルギーを伝送します。
環境面のメリットは明らかであり、消費者が注目し始めています。世界がより持続可能な考え方に移行するにつれて、すでに世界中で配当を支払っているこの技術をより広く使用するために何が必要でしょうか ?
温度と快適性を効率的かつ効果的に管理
何十年もの間、ヨーロッパとアジアで必需品となってきたヒートポンプの採用は、北米を含むすべての主要な暖房市場で急速に成長しています。この技術は伝統的に穏やかな気候に適用されてきましたが、温度は長期間氷点下に下がりません。
温度と快適性の両方を管理することは、あらゆる冷暖房システムが直面する課題です。しかし、ヒートポンプ技術の進化に伴い、ヒートポンプが世界中の気候で取り扱える課題です。夏は高温多湿で、冬は涼しいフロリダ州を考えてみてください。
米国エネルギー情報局によると、フロリダ州の一人当たりの住宅用電力需要は米国の中で最も高いとされ、一つには夏期の高い空調の使用と、フロリダ州の家庭の約90%が暖房に電気を使用しているという事実が理由となっています。より多くのフロリダ州の住宅所有者は、快適性を犠牲にすることなくエネルギー代を最大40%節約できるため、ヒートポンプシステムに目を向けています。実際、ほぼフロリダ州の新しいシステム設置の40%はヒートポンプです。そして、ヒートポンプの大手の請負業者は、販売と設置の両方が簡単であることを好みます。
ヒートポンプは、スペース暖房だけでなく、商業用および住宅用の建物の給湯にも使用されます。Emerson の製品とソリューションは、インドのムンバイにあるヴェルマタ・ジジャバイ技術研究所 (VJTI) の省エネの新たな章を導く助けとなります。VJTIはパイロットプロジェクトの一環として、学生のホステルにヒートポンプを設置して毎日5,000リットルの温水を生成し、従来の温水暖房システムと比較して最大72%のエネルギー節約を実現しました。
暖房/冷却のニーズを世界中で満たす革新
ヒートポンプ技術は新しいものではありませんが、過去20年間により寒冷な気候での使用が可能になり、全体的なエネルギー効率が向上しました。さらに、より多くの消費者や企業が、住宅やその他の建物を加熱・冷却する環境的に責任のある方法を検討しています。ヒートポンプは、最新の技術の進歩を踏まえ、強力な道筋として台頭しています。
主な進歩はコンプレッサです。ヒートポンプや空調装置の心臓部であるコンプレッサは、冷媒サイクルを推進し、ヒートポンプシステム内で最大のエネルギーを消費します。圧縮技術のリーダーであるエマソンは、ヒートポンプが家庭の快適さのために最高の性能を提供できるように設計されたコンプレッサーを備えた高度な冷暖房技術を備えています。
これらの圧縮の革新に先立ち、シングルスピードコンプレッサはヒートポンプの用途を暖房と冷却のニーズが同等に近い地域に限り、広い温度変動のないより中程度の気候に限定していました。しかし現在では、2段式および可変速型コンプレッサなどの変調技術を使用することで、ヒートポンプがより効率的に稼働し、より広い範囲の地域に設置できるようになりました。
低い周囲温度で容量を維持することにより、エマソンのコープランド可変速度または2段式コンプレッサーを搭載したシステムは、より高温の給気を提供します。これはヒートポンプにとっての重要な快適性の利点です。さらに、可変速型または2段式コンプレッサーを使用すると、夏の湿度制御が大幅に改善され、住宅所有者はほぼ20%から25%の湿度低減の恩恵を受けることができます。コープランドコンプレッサーは、保守とシステムの信頼性を向上させる診断機能と保護機能も提供します。ヒートポンプに多く使用されている2億台以上のコープランドスクロールコンプレッサーは、他のどのスクロールコンプレッサブランドよりも多く設置されています。
持続可能なソリューションの需要を満たす
世界が温室効果ガスの排出削減に重点を置いている中で、ヒートポンプは、より持続可能な暖房と給湯の需要を満たすのに役立つソリューションをすぐに利用できます。この技術は、ビル・ゲイツ氏が2021年に出版した著書『気候災害を避ける方法』の中で賞賛されています。ゲイツ氏は、ヒートポンプやその他の最新技術を使用して脱炭素化に意義のある貢献をするためには、より迅速かつスマートに取り組む必要があると考えています。
ヒートポンプの技術はすでに採用され始めています。2020年には、過去5年間に世界の在庫が年間約10%増加したので、1億8,000万台近くのヒートポンプが暖房に使用されました。この数は、世界中の政府が温室効果ガスの削減目標の達成を推し進めるにつれて成長すると期待されています。
炉やボイラーなどの化石燃料発熱装置から効率的な電気ヒートポンプへの切り替えは、ゼロカーボンシステムに移行することができます。
米国の「Build Back Better」フレームワークに含まれる電力網の更新から、英国の住宅所有者向けヒートポンプ補助金、2025年までにすべての新しい家庭用暖房器具の65％を再生可能エネルギーで稼働させるというドイツの公約に至るまで、新しい法律、インセンティブ、税制上の優遇措置は、化石燃料のボイラーや炉よりもヒートポンプなどの低炭素ソリューションの技術選択に大きな影響を与えるでしょう。
より良い快適性、エネルギー、コストの節約、そして環境への責任への願望により、ヒートポンプの設置に対する消費者と企業の数が増えています。これらの個別の決定は大きな影響を与える可能性があります。例えば、商業ビルを挙げてみましょう。冷暖房は商業環境におけるCO2排出量の30%を占めています。 その数は住宅の38%に増加します。EIAの年次エネルギー見通し2018によると、給湯はもう一つの大きな排出源であり、住宅部門ではCO2排出量の15%を占めています。
ヒートポンプへの切り替えは、CO2を直接放出する天然ガスと加熱油を使用する化石燃料炉や給湯器のエネルギー効率の良い代替品です。ヒートポンプは電気抵抗熱よりも効率的です。炉やボイラーなどの化石燃料発熱装置から効率的な電気ヒートポンプへの切り替えは、ゼロカーボンシステムに移行することができます。
第二に、各国がヒートポンプやその他の住宅用電気機器に電力を供給するために100%再生可能な発電グリッドを構築する中で、よりインパクトの高いステップが生まれます。化石燃料に基づく熱から電気式ヒートポンプに移行すると、風力、太陽光、水力、原子力などのクリーンな源から発生する発電の場合、間接的な炭素排出量も削減されます。
今後も成長を続ける
世界および米国全体で、より革新的なヒートポンプ技術が開発され、エネルギー効率を高め、より寒冷な北部の気候に追加の暖房能力を提供するために、ヒートポンプの需要が高まっています。これらのイノベーションは、消費者の関心や政府の脱炭素化イニシアチブと相まって、ヒートポンプ市場の今後の継続的な成長を指しています。
