Mengapa Pompa Panas Dianggap Pilihan Terbaik untuk Kontrol Iklim Rumah?

Pompa panas merupakan pilihan menarik untuk pemanasan dan pendinginan rumah karena dapat menghemat energi, biaya, dan emisi. Perangkat ini juga bekerja di bawah titik beku. Beberapa model untuk iklim dingin mampu memberikan pemanasan hingga −25 °C (−13 °F). Kapasitas dan efisiensinya bergantung pada model serta pemasangan.

Apa Itu Pompa Panas?

Pompa panas adalah perangkat yang memindahkan panas dari satu tempat ke tempat lain. Alih-alih menghasilkan seluruh panas melalui pembakaran atau hambatan listrik, pompa memanfaatkan panas lingkungan. Pada musim dingin, panas diambil dari udara luar, tanah, atau air. Sistem reversibel membalik proses pada musim panas untuk mendinginkan ruangan.

Daya Tarik Pompa Panas

Manfaatnya tidak hanya berkaitan dengan lingkungan. Efisiensi tinggi dapat menurunkan tagihan, sedangkan pemanasan dan pendinginan dalam satu sistem memberi kenyamanan sepanjang tahun. Penghematan nyata bergantung pada bangunan, iklim, dan tarif energi.

Efisiensi

Koefisien kinerja COP menunjukkan perbandingan panas yang diberikan dengan listrik yang digunakan. Pada COP 2–4, satu satuan listrik memberikan dua hingga empat satuan panas karena energi lingkungan juga dipindahkan. COP dapat lebih tinggi dan berubah sesuai kondisi.
Pemanas hambatan listrik memiliki COP sekitar 1. Sebaliknya, efisiensi pemanfaatan bahan bakar tahunan AFUE pada pemanas gas berada di bawah 100%. Nilai umum sekitar 80–95%, sementara beberapa model sangat efisien mencapai sekitar 98,5%.

Biaya Sumber Energi

Penghematan dipengaruhi harga listrik, gas alam, dan bahan bakar lain di wilayah setempat. Listrik murah dan gas mahal menguntungkan pompa panas. Jika gas murah, keunggulan biayanya bisa lebih kecil. Bandingkan biaya per satuan panas berguna, misalnya per kilowatt-jam.

Iklim

Pompa panas udara generasi lama paling sesuai untuk iklim sedang. Model untuk iklim dingin, misalnya dengan kompresor berkecepatan variabel, juga bekerja pada suhu rendah. Kebutuhan pemanas tambahan bergantung pada kehilangan panas bangunan, ukuran sistem, dan kapasitas model pada suhu terendah setempat.

Pemanasan dan pendinginan dalam satu sistem

Pompa panas reversibel juga dapat mendinginkan ruangan. Sistem ini dapat menggantikan pemanas dan pendingin terpisah. Potensi penghematan bergantung pada perangkat yang dibandingkan.

Penghematan Jangka Panjang

Biaya awal dapat lebih tinggi daripada beberapa pilihan konvensional. Efisiensi yang lebih baik dapat menurunkan biaya operasi sehingga menutup sebagian investasi seiring waktu.

Penghematan Biaya

Konsumsi energi lebih rendah dapat mengurangi tagihan, terutama saat menggantikan pemanas hambatan listrik atau bahan bakar mahal. Hibah dan insentif pajak dapat memperbaiki kelayakan biaya jika syaratnya terpenuhi.

Dampak lingkungan

Pompa panas listrik dapat mengurangi pembakaran bahan bakar di rumah. Emisi keseluruhan bergantung pada pembangkitan listrik, efisiensi, produksi perangkat, dan kemungkinan kebocoran refrigeran. Emisi tidak hanya berasal dari pemakaian energi.
Pada 2022, Badan Energi Internasional IEA memperkirakan bahwa penggunaan pompa panas yang lebih luas dalam skenario kebijakan terkait dapat mengurangi emisi global tahunan pada 2030 setidaknya 500 juta ton CO₂. Itu merupakan potensi dalam skenario, bukan pengurangan yang sudah tercapai.

Teknologi yang terus berkembang

Peneliti juga menggunakan kecerdasan buatan untuk merancang dan mengendalikan pompa panas. Salah satu contoh adalah proyek Fraunhofer ISE bernama AI4HP, yang bertujuan:

Mengembangkan pompa panas cerdas yang menyesuaikan operasi dengan kondisi yang berubah, meningkatkan efisiensi dan kenyamanan, serta memudahkan perawatan melalui deteksi dan diagnosis gangguan.

Sasaran penelitian adalah penghematan energi hingga 20% dan penurunan emisi tanpa mengurangi kenyamanan. Angka ini bukan jaminan untuk setiap pemasangan.

Bagaimana Pompa Panas Bekerja?

Pompa panas memanfaatkan perpindahan panas dan siklus refrigerasi. Refrigeran berubah tekanan, suhu, dan fase dalam rangkaian tertutup yang memindahkan panas antara dua lingkungan.

Dalam mode pemanasan, kompresor memampatkan refrigeran berupa gas sehingga tekanan dan suhunya meningkat. Gas panas melewati kondensor, yaitu penukar panas yang melepaskan energi ke udara dalam ruangan atau air pemanas. Refrigeran lalu mengembun menjadi cairan.

Cairan bertekanan tinggi melewati katup ekspansi. Tekanan dan suhu turun, sementara sebagian cairan menguap. Hasilnya adalah campuran cairan dan uap yang dingin.

Campuran masuk ke evaporator dan menyerap panas dari udara luar atau sumber lain. Cairan yang tersisa menguap. Gas kembali ke kompresor dan siklus berulang.

Efisiensi tinggi berasal dari perpindahan panas: seluruh panas yang diberikan tidak hanya dihasilkan oleh listrik yang dikonsumsi. Listrik menggerakkan kompresor, kipas, pompa sirkulasi jika ada, serta perangkat tambahan. Energi dari lingkungan juga disertakan sehingga COP dapat melebihi 1.

Pada sistem reversibel, siklus dibalik untuk pendinginan. Panas diserap dari dalam rumah dan dibuang keluar. Karena itu, satu sistem dapat memanaskan sekaligus mendinginkan.

Berbagai Jenis Pompa Panas

Prinsip yang sama diterapkan pada berbagai jenis dengan sumber panas dan metode pemasangan berbeda. Pilihan bergantung pada iklim, bangunan, dan ruang yang tersedia.

Sumber panas

• Tanah:Pompa panas sumber tanah mengambil energi dari tanah. Suhu tanah yang relatif stabil membantu menjaga efisiensi.
• Udara luar:Jenis yang paling umum mengambil panas dari udara luar dan biasanya lebih mudah dipasang daripada sistem dengan jaringan pipa tanah.
• Air:Sistem yang sesuai menggunakan sumber air seperti danau atau sumur untuk pertukaran panas.

Instalasi

• Dengan saluran udara:Terhubung ke jaringan saluran udara rumah untuk menyediakan pemanasan dan pendinginan terpusat.
• Tanpa saluran udara (mini-split):Sesuai untuk rumah tanpa saluran udara dan memungkinkan pengaturan suhu per ruangan atau zona.

Iklim

• Iklim dingin:Model untuk daerah dingin memakai teknologi seperti kompresor berkecepatan variabel. Kapasitas dan efisiensinya perlu diperiksa untuk suhu setempat.
• Iklim sedang:Model standar sesuai untuk kebutuhan pemanasan dan pendinginan di wilayah dengan suhu lebih ringan.

Inisiatif Pemerintah

Pada 2023, Kanada dan Amerika Serikat mendukung peningkatan efisiensi energi rumah. Kanada menyediakan Canada Greener Homes Grant bersama program provinsi. Di AS, kredit pajak federal terkait mulai 2023 mencakup 30% biaya pompa panas yang memenuhi syarat, hingga 2.000 dolar, sesuai ketentuan. ENERGY STAR membantu menilai kinerja energi dan kelayakan model.

Perusahaan dalam industri

Banyak perusahaan membuat pompa panas. Berikut beberapa perusahaan tercatat yang dikenal dan menawarkan produk tersebut. Produsen lain mencakup LG Electronics, Panasonic, dan Mitsubishi.

*Angka pasar berikut merupakan gambaran saat artikel asli ditulis pada 2023, bukan harga terkini. Kapitalisasi pasar dan laba per saham dinyatakan dalam dolar AS.*

1.  Carrier Global Corporation

CARR Grafik Harga

Carrier mengembangkan dan memproduksi sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara, termasuk pompa panas. Produknya melayani rumah serta bangunan komersial. Perusahaan menekankan inovasi, keberlanjutan, dan efisiensi energi serta merupakan pemain utama dalam industri HVAC.

2.  Lennox International, Inc.

LII Grafik Harga

Lennox International (LII ) merupakan produsen utama sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara, termasuk pompa panas hemat energi. Perusahaan dikenal melalui teknologi, keandalan, dan produk yang mengutamakan efisiensi. Jajarannya melayani pasar hunian dan komersial.

3. Trane Technologies plc

TT Grafik Harga

Trane Technologies (TT ) menawarkan sistem pemanas, pendingin, dan ventilasi secara global, termasuk pompa panas. Produknya dirancang untuk hunian serta bangunan komersial dengan perhatian pada daya tahan dan efisiensi. Perusahaan menekankan inovasi untuk mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan kenyamanan pengguna.

Penutup

Pompa panas dapat menjadi pilihan efisien untuk pemanasan dan pendinginan, terutama ketika biaya per satuan panas berguna lebih rendah daripada alternatifnya. Hasil ekonomi dan lingkungan bergantung pada pemasangan, bangunan, iklim, dan harga energi. Kemajuan teknologi untuk cuaca dingin serta program bantuan yang sesuai dapat meningkatkan daya tariknya.

Seiring masyarakat bergerak menuju gaya hidup lebih berkelanjutan, pompa panas dapat membantu peralihan tersebut.