Priešingai, a veikia šilumos siurblys cirkuliuojant šaltnešiams ir keičiant jų slėgį, taigi ir temperatūrą, tiek paimti šiluminę energiją iš lauko oro, tiek vasarą daryti atvirkščiai, kad veiktų kaip oro kondicionierius. Bėgant metams prietaisai tapo vis efektyvesni, nes tobulėjo įvairūs jų komponentai ir šaltnešiai. „Iš tikrųjų viskas susiję su šaltnešiu“, – sako Katie Davis, šilumos siurblius gaminančios „Trane Technologies“ gyvenamųjų patalpų ŠVOK (šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo) inžinerijos ir technologijų viceprezidentė. „Mes plečiamės ir susitraukiame – taigi, nuo skysčio pereiname prie dujų, skysčio prie dujų, skysčio prie dujų – arba atvirkščiai, priklausomai nuo to, kokiu ciklu dirbate.
Labai šaltos žiemos klimato sąlygomis šaltnešio virimo temperatūra paprastai yra nuo –55 laipsnių iki –59 laipsnių F. Taigi net jei lauko oras yra žemiau nulio, „šaldymo agentas vis tiek užvirs“, – sako Davisas. „Jūs tikrai gerai perduosite šilumą“.
Gamintojai gamina šilumos siurbliai, specialiai sukurti šaltam klimatui, kuris gali veikti nuolat, kai temperatūra nukrenta į neigiamą. „Trane“ kuria savo šalto klimato šilumos siurblį, kurį tikisi išleisti 2025 m., kuriame naudojama garų įpurškimo technologija. Tai veikia kaip degalų įpurškimas automobilių varikliuose, tik į kompresoriaus uždaro ciklo ciklą įpurškiamas šaltnešis. Tai padidina šilumos siurblio gebėjimą išgauti šiluminę energiją. „Pridėjus šį garų įpurškimo kompresorių, – sako Davisas, – dabar turime papildomų pajėgumų, kurių mums reikia, kad mūsų sistemos veiktų tokioje tikrai žemoje temperatūroje. Bandymų metu Trane'o prototipas veikė –23 laipsnių F temperatūroje.
Kai mokslininkai nustato skirtingų šildymo būdų efektyvumą, jie atsižvelgia į „našumo koeficientą“ arba COP, kuris yra sunaudotos energijos ir pagamintos šilumos santykis. Jei technika yra 100 procentų efektyvi, jos COP yra 1, ty vienas energijos vienetas patenka, vienas šilumos vienetas išeina. Pavyzdžiui, dujinė krosnis gamina šilumą, kuri pučiama į namus, tačiau dalis šios šilumos taip pat prarandama degimo metu, todėl net ir efektyviausių modelių COP yra mažesnė nei 1.
Apskritai, šilumos siurblys daug efektyviau perduoda šilumą nei generuoja, kaip tai daro dujinė krosnis. Naudodamas elektrą, o ne iškastinį kurą, šilumos siurblys gali valdyti 3 COP, ty tris šilumos vienetus kiekvienam energijos vienetui, tačiau kraštutiniais atvejais, atsižvelgiant į sąlygas ir sąlygas, COP gali siekti iki 6. modelis.
A studijuoti Praėjusiais metais paskelbtas, Rosenow ir jo kolegos peržiūrėjo duomenis, kad sužinotų, kaip šilumos siurblio efektyvumas gali sumažėti nukritus temperatūrai. Jie nustatė, kad net esant –10 laipsnių Celsijaus arba 14 laipsnių pagal Farenheitą, prietaisai vis tiek valdo 2 arba 200 procentų COP. Tyrime taip pat buvo nagrinėjami šalto klimato šilumos siurbliai ekstremalesnėse aplinkose: esant –30 laipsnių C (–22 laipsnių F), Mitsubishi modelio COP buvo nuo 1,5 iki 2, o Toshiba modelio – nuo 1 iki 1,5.