空気熱源、水熱源、地中熱源ヒートポンプの違いは何ですか？
導入
ヒートポンプは、建物の暖房と冷房、そして温水供給を行う最も効率的で環境に優しい方法の1つとなっています。利用可能なさまざまなタイプの中で、空気熱源ヒートポンプ（アシュピー）、水熱源ヒートポンプ（WSHP）、地中熱源ヒートポンプ（地熱発電）は 3 つの主なオプションです。これらの各システムは、異なる熱交換媒体 (空気、水、または地中) を使用して熱を伝達するため、さまざまな気候、場所、および用途に適しています。
この記事では、違い、利点、最適な使用例これら 3 種類のヒートポンプについて説明します。
1. 空気熱源ヒートポンプ（アシュピー）：最も一般的で多用途な選択肢
ASHPの仕組み
空気熱源ヒートポンプは、周囲の空気から熱を抽出し、それを室内に送って暖房したり、その逆のプロセスで冷房したりします。空気熱源ヒートポンプは、冷媒サイクルを使用して屋外の空気から熱を吸収し、それを圧縮して温度を上げ、その後、室内空間または給水システムに放出します。
ASHPの利点
✔より簡単かつ安価にインストールできます– 地下配管や水源へのアクセスは必要ありません。
✔多用途なアプリケーション– 空間暖房、冷房、お湯を提供できます。
✔ほとんどの気候に適しています– 温暖な気候で効果的に機能します。
✔初期費用の削減– 水熱源や地中熱源ヒートポンプに比べて手頃な価格です。
ASHPの限界
極寒では効率が低下する– 気温が下がればパフォーマンスは低下する-20°C (-4°F)取り出す空気中の熱が少なくなるためです。
冬季のエネルギー消費量増加– 極寒の地域ではバックアップ暖房が必要になる場合があります。
屋外ユニットの露出– コンプレッサーユニット用の屋外スペースが必要で、騒音が発生する可能性があります。
最適な使用例
🏡 住宅の暖房と冷房温暖な気候。
🏢 水道や地下システムの設置が不可能な商業ビル。
🌍 冬が穏やかな国、例えば英国、米国（南部諸州）、日本。
2. 水源ヒートポンプ（WSHP）：効率的だが水域が必要
WSHPの仕組み
水熱源ヒートポンプはASHPと同様に機能しますが、空気から熱を抽出する代わりに、川、湖、井戸、その他の水域熱交換源として水は空気よりも安定した温度、WSHP は年間を通じてより効率的に運用できます。
WSHPの利点
✔ASHPよりも高い効率– 水温がより安定し、パフォーマンスが向上します。
✔寒い気候でも暑い気候でもうまく機能します– 冬でも アシュピー よりも安定しています。
✔屋外スペースの必要が少なくなる・大型の室外機が不要なので、都市部にも最適です。
✔運用コストの削減– ASHPに比べて消費電力が少ない安定した水温。
WSHPの限界
水源へのアクセスが必要– 近くに川、湖、井戸がない物件には実用的ではありません。
より複雑なインストール- 必要許可そしてエンジニアリング作業適切な水の使用を確保するため。
潜在的な環境規制– 一部の地域では天然水源の使用に制限があります。
最適な使用例
🏡 住宅と企業湖、川、大きな井戸の近く。
🏭 産業施設の必要一貫した暖房と冷房。
🏙 土地は限られているが、水源が利用できる都市部。
3. 地中熱ヒートポンプ（地熱発電）：最も効率的だが、設置コストが高い
GSHPの仕組み
地中熱ヒートポンプ、別名地熱ヒートポンプ、熱を抽出し、地面冷媒または水の混合物が満たされた埋設パイプのネットワークを通じて。地面安定した温度を維持する一年中、通常は10～16℃（50～60℉）地熱発電 は極めて効率的です。
GSHPシステムの種類
がある2つの主なタイプ地中熱ヒートポンプの構成:
水平ループシステム– パイプは浅い溝に敷設されます（深さ1～2メートル）広い面積に。広い庭。
垂直ループシステム– パイプは地中深くまで掘られる（深さ50～150メートル）. 最適な用途小規模物件スペースが限られている場合。
地熱発電の利点
✔最もエネルギー効率の高いヒートポンプタイプ– 達成できる効率評価400～500%（警官 4～5）。
✔極端な気候でも機能– 安定した暖房を実現寒い冬。
✔長期的なコストの削減– 設置コストは高くなりますが、長期的にはエネルギー料金は低くなります。
✔長寿命– 地下配管は長持ちする50年以上、ヒートポンプは20～25歳。
✔環境に優しい– 化石燃料暖房に比べて二酸化炭素排出量を大幅に削減します。
地熱発電の限界
初期導入コストが高い- 必要掘削または発掘、高価です。
水平ループにはより多くのスペースが必要– 土地が限られている物件には適していません。
回収期間の長期化– 初期投資はエネルギー節約によって回収するのに 5 ～ 10 年かかります。
最適な使用例
🏡 大規模住宅物件水平ループ用のスペースあり。
🏢 商業ビルの要件一貫した暖房と冷房。
❄ 寒冷な気候のASHPは冬には効果が低下する。
4. ニーズに合ったヒートポンプの選択
| 特徴 | 空気熱源ヒートポンプ（アシュピー） | 水熱源ヒートポンプ（WSHP） | 地中熱ヒートポンプ（地熱発電） |
|---|---|---|---|
| 効率 | 中程度（警官 250～300%） | 高（300～400% 警官） | 非常に高い（400～500% 警官） |
| 設置費用 | 低い | 中くらい | 高い |
| 運用コスト | 中くらい | 低い | 非常に低い |
| 気候適合性 | 温暖な気候 | すべての気候 | すべての気候 |
| スペース要件 | 屋外ユニットが必要 | 水へのアクセスが必要 | 地下配管が必要 |
| 寿命 | 15～20歳 | 20～25歳 | 25～50歳 |
結論: どのヒートポンプを選択すべきでしょうか?
空気熱源ヒートポンプ（アシュピー）を選択するもしあなたが手頃な価格で簡単に設置可能温暖な気候に適したオプション。
水源ヒートポンプ（WSHP）を選択するアクセスできる場合川、湖、井戸そして欲しいより高い効率アシュピー よりも。
地中熱ヒートポンプ（地熱発電）を選択するあなたが望むなら最も効率的なシステムと投資する意思がある初期費用が高くなる長期的な貯蓄のため。
どのタイプを選ぶかに関わらず、ヒートポンプは費用対効果が高く持続可能暖房、冷房、給湯のニーズに応えるソリューションであり、エネルギーを重視する住宅所有者や企業にとって優れた投資となります。