Cold Climate Heat Pumps: Toasty Homes In Frigid Places – CleanTechnica

ΕΓΓΡΑΦΕΙΤΕ ΓΙΑ καθημερινές ενημερώσεις ειδήσεων από την CleanTechnica στο email. Ή ακολουθήστε μας στις Ειδήσεις Google!

---

Με τον χειμερινό καιρό σε πλήρη ισχύ στις ΗΠΑ, πολλοί από εμάς αναρωτιόμαστε αν μπορούμε πραγματικά να θερμάνουμε τα σπίτια μας σε χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς να καίμε ορυκτά καύσιμα. Το φθινόπωρο του 2021 είχαμε την ίδια ερώτηση. Ο 35χρονος κλίβανος αερίου στο duplex της οικογένειάς μας στο Κλίβελαντ του Οχάιο, ήταν στο φριτς. Είμαστε μεγάλοι υποστηρικτές της απαλλαγής από τα ορυκτά καύσιμα, αλλά ομολογουμένως ήμασταν νευρικοί για την αφαίρεση του φούρνου και τη θέρμανση αποκλειστικά με αντλίες θερμότητας. Φυσικά, αυτό το κάνουμε στο δικό μας ιδιόκτητη κατοικία στο Πόρτλαντ του Όρεγκον, αλλά οι χειμερινές θερμοκρασίες του Κλίβελαντ είναι κατά μέσο όρο 15 βαθμούς Φαρενάιτ πιο κρύες από το Πόρτλαντ με σχεδόν 50 ίντσες περισσότερο χιόνι. Θα μπορούσε αυτό το σπίτι να κρατήσει τους επισκέπτες της Airbnb ζεστούς κατά τη διάρκεια ενός κρύου μεσοδυτικού χειμώνα χωρίς καύση ορυκτών καυσίμων; Και τι θα έκαναν οι αντλίες θερμότητας στους λογαριασμούς ενέργειας μας;

Εκείνη την εποχή, δεν γνωρίζαμε για τις αντλίες θερμότητας κρύου κλίματος που κρατούσαν τα σπίτια φρυγανισμένα στα πιο κρύα μέρη του κόσμου για δεκαετίες. Η Νορβηγία, η Σουηδία και η Φινλανδία έχουν μερικές από τις υψηλότερες ανάγκες θέρμανσης στον κόσμο και ακόμη οδηγήσει σε εγκαταστάσεις αντλιών θερμότητας, οι οποίες έχουν αυξηθεί εκθετικά στη Σκανδιναβία τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Σχεδόν το ήμισυ από όλα τα σκανδιναβικά σπίτια έχουν αντλίες θερμότητας, ενώ μόνο 13% των σπιτιών των ΗΠΑ. Στην Ιαπωνία, γενέτειρα της αντλίας θερμότητας, 90% των σπιτιών χρησιμοποιήστε τα, συμπεριλαμβανομένων των ψυχρότερων πόλεων όπως το Σαπόρο που έχουν εκατοντάδες ίντσες χιονιού ετησίως.

Στις ΗΠΑ, ενώ οι πωλήσεις αντλιών θερμότητας ξεπέρασαν τους κλιβάνους αερίου για πρώτη φορά το 2022, η περισσότερη διείσδυση της αντλίας θερμότητας είναι στο Νοτιοανατολικά τμήματα της χώρας όπου οι χειμώνες είναι ήπιοι. Αλλά η τέταρτη πιο κρύα πολιτεία μας, το Μέιν, είχε α 300% αύξηση σε πωλήσεις αντλιών θερμότητας από το 2018 έως το 2022 (9,000 έως 28,000 ετησίως) και τώρα έχει περισσότερες από 100,000 αντλίες θερμότητας εγκαταστάθηκε στα 600,000 σπίτια του.

Επιλέγοντας το σωστό μοντέλο αντλίας θερμότητας για το κλίμα σας

Καθώς πλησίαζε ο χειμώνας, εξερευνήσαμε τόσο τις αντλίες θερμότητας όσο και έναν ανταλλακτικό φούρνο αερίου (για λόγους σύγκρισης) με προσφορές από τέσσερις εταιρείες. Δεδομένου ότι δεν ζούμε στο Κλίβελαντ, δεν είχαμε υπάρχον δίκτυο εργολάβων. Για να βρούμε αξιόπιστους εγκαταστάτες αντλιών θερμότητας, χρησιμοποιήσαμε ιστότοπους κατασκευαστών που σας επιτρέπουν να αναζητήσετε πιστοποιημένους εργολάβους στην περιοχή σας. (Μπορείτε να το κάνετε αυτό στο Mitsubishi, Lennox, να Daikin τοποθεσίες για παράδειγμα).

Ερευνήσαμε επίσης πώς οι αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος κάνουν τα μαγικά τους. Όλες οι αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος διαθέτουν συμπιεστές μεταβλητής ταχύτητας (βλ θέση αντλίας θερμότητας για μια εξήγηση), τα οποία είναι πιο αποτελεσματικά επειδή μπορούν να ανεβαίνουν και να κατεβαίνουν καθώς αλλάζουν οι θερμοκρασίες. Οι αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος έχουν μια σειρά από άλλα χαρακτηριστικά: 1) ηλεκτρονικές βαλβίδες εκτόνωσης που αλλάζουν πιο γρήγορα την πίεση του ψυκτικού. 2) έξυπνοι κύκλοι απόψυξης που λιώνουν κάθε συσσώρευση παγετού εξωτερικού πηνίου. 3) αποστραγγίστε την αποπάγωση της λεκάνης για να αποτρέψετε το πάγωμα του συμπυκνώματος. και 4) υπολογιστές και αλγόριθμοι μοναδικοί για τη λειτουργία ψυχρού κλίματος.

Βρήκαμε μερικούς εξαιρετικούς πόρους για να βοηθήσουμε στη διαδικασία λήψης αποφάσεων:

1) Διακόπτης άνθρακα επανεξέτασε τις αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος και σημείωσε πόση θερμότητα παράγουν σε ψυχρά κλίματα. (Η Mitsubishi βρίσκεται στην κορυφή της κατάταξης.)

2) Η ταξινόμηση αντλιών θερμότητας ψυχρού κλίματος του ENERGY STAR εξηγεί ποιες αντλίες θερμότητας είναι πιστοποιημένες για ψυχρούς χώρους. Στην ιστοσελίδα του, κάτω από τα δύο αγωγός or αγωγός επιλογές, μπορείτε να επιλέξετε ένα πλαίσιο "κρύου κλίματος" (μπλε παρακάτω) για να φιλτράρετε αντλίες θερμότητας με αυτήν την ονομαστική βαθμολογία.

Ο ιστότοπος του ENERGY STAR εμφανίζει αριθμούς όπως HSPF2 (κόκκινο πλαίσιο παρακάτω) που μετρά πόσο αποτελεσματικά μια αντλία θερμότητας θερμαίνει έναν χώρο (η βαθμολογία 8.5 είναι καλή, πάνω από 10 είναι εξαιρετική και ορισμένα μοντέλα με κορυφαία βαθμολογία έχουν βαθμολογία πάνω από 15.) Ο ιστότοπος δείχνει επίσης πόση θερμότητα παράγει μια αντλία θερμότητας σε 5 βαθμούς Φαρενάιτ (πορτοκαλί κουτί) που μπορείτε να συγκρίνετε με πόση θερμότητα παράγουν στους 47 βαθμούς (πράσινο κουτί).

3) Electrify Now's λίστα ελέγχου με πράγματα που πρέπει να ρωτήσετε έναν εργολάβο αντλιών θερμότητας σας βοηθά να διασφαλίσετε ότι παίρνετε την αντλία θερμότητας σωστού μεγέθους για την κατοικία σας. (Πλήρης αποκάλυψη: Ο Τζο είναι ενεργός Ηλεκτρισμός τώρα εθελοντής.)

Οι προσφορές είναι μέσα

Λάβαμε προσφορές και συστάσεις από τέσσερις εργολάβους και ήμασταν ενθουσιασμένοι, και κάπως έκπληκτοι, που η αντλία θερμότητας ψυχρού κλίματος, (μια Daikin Fit) που παρέχει επίσης κλιματισμό, ήταν η φθηνότερη επιλογή στα ~ 12,000$. Ο αποδοτικός φούρνος αερίου και ο κλιματισμός ήταν σημαντικά ακριβότερος στα 16,000 $.

Αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος συνήθως κόστος 20-30% περισσότερες από τις τυπικές αντλίες θερμότητας λόγω των πρόσθετων χαρακτηριστικών που τις κάνουν να λειτουργούν καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν πολλές αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος που λειτουργούν σε ακόμη πιο χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά επιλέξαμε αυτή με το χαμηλότερο κόστος εκ των προτέρων.

Το γεγονός ότι το Daikin Fit κατετάγη στο #3 Carbon Switch's Η παραπάνω κριτική μας έκανε να είμαστε σίγουροι για την επιλογή.

Εγκατάσταση αντλίας θερμότητας ψυχρού κλίματος

Στα τέλη Οκτωβρίου 2021, ο επιλεγμένος εργολάβος μας αφαίρεσε τον αρχαίο κλίβανο αερίου και το κλιματιστικό, έκλεισε τη γραμμή φυσικού αερίου και τοποθέτησε μια νέα αντλία θερμότητας ολόκληρου του σπιτιού. Επιλέξαμε ένα σύστημα αγωγών λόγω της διάταξης και των υπαρχόντων αγωγών. Το νέο σύστημα αντλίας θερμότητας μοιάζει πολύ με το παλιό αέριο + AC, με μια εσωτερική μονάδα (αεροπάροχο) στο υπόγειο και μια εξωτερική μονάδα που μοιάζει με το παλιό AC.

Εγκαταστήσαμε εφεδρική ηλεκτρική αντίσταση (μερικές φορές ονομάζεται "θερμότητα ταινίας") για να συμπληρώσει την αντλία θερμότητας τις πιο κρύες μέρες. Η χρήση ηλεκτρικής αντίστασης είναι πιο αναποτελεσματική και δαπανηρή, αλλά ο εγκαταστάτης μας διαβεβαίωσε ότι η αντλία θερμότητας λειτουργεί με πλήρη χωρητικότητα έως 5 βαθμούς Φαρενάιτ και έχει έξυπνους αλγόριθμους που προσθέτουν μικρές εκρήξεις θέρμανσης ηλεκτρικής αντίστασης όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από αυτό.

Η εγκατάστασή μας ακολούθησε μερικές βέλτιστες πρακτικές για αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος, όπως: 1) ανύψωση της εξωτερικής μονάδας από το έδαφος ώστε να μην κάθεται στον πάγο ή το χιόνι (διαφράγματα χιονιού μπορεί να βοηθήσει αν πρέπει να καθίσει στο έδαφος). και 2) διεξαγωγή υπολογισμού του φορτίου θέρμανσης/ψύξης για την αποφυγή υπερμεγέθους της αντλίας θερμότητας. Είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι η μεγαλύτερη είναι καλύτερη, αλλά το να βάλετε το μέγεθος της αντλίας θερμότητας στο σπίτι σας είναι απαραίτητο, καθώς μια υπερμεγέθη μονάδα απενεργοποιείται συχνά και αυτό οδηγεί σε χαμηλή απόδοση και μικρότερη διάρκεια ζωής από μια αντλία θερμότητας κατάλληλου μεγέθους που λειτουργεί συνεχώς.

Κόστος χρησιμότητας & άνεση

Μετά την εγκατάσταση, περιμέναμε να κυκλοφορήσουν οι λογαριασμοί και οι κριτικές της Airbnb. Η αντλία θερμότητας θα χρησιμοποιούσε μεγάλη ηλεκτρική αντίσταση και θα αύξανε το κόστος κοινής ωφέλειας; Θα παρατηρούσαν οι επισκέπτες μας διαφορά; Το Cleveland duplex δημιουργεί ένα τέλειο μελέτη περίπτωσης, με τη μία πλευρά να λειτουργεί με αντλίες θερμότητας και η άλλη να εξακολουθεί να καίει αέριο. Είμαστε στην ευχάριστη θέση να αναφέρουμε ότι μετά την προσθήκη αντλιών θερμότητας, οι λογαριασμοί κοινής ωφέλειας παρέμειναν σχεδόν οι ίδιοι. Το συνολικό κόστος ενέργειας για κάθε πλευρά του duplex ήταν, αξιοσημείωτα, εντός 10 $ το ένα από το άλλο μετά το πρώτο έτος. Και δεν είχαμε ούτε ένα "Κρυώνω!" παράπονο από επισκέπτες τα δύο χρόνια από την εγκατάσταση.

Ελπίζουμε η εμπειρία μας να σας πείθει ότι ακόμα κι αν ζείτε σε ένα μέρος όπου οι θερμοκρασίες πέφτουν τακτικά κάτω από το μηδέν, υπάρχει μια αντλία θερμότητας για εσάς. Ένα σύστημα αντλίας θερμότητας λειτουργεί εξαιρετικά σε μια πολιτεία της Μεσοδυτικής και δεν κοστίζει περισσότερο η αγορά ή η λειτουργία από έναν φούρνο αερίου. Είμαστε περήφανοι που συμμετέχουμε σε εκατομμύρια ιδιοκτήτες σπιτιού — από το Μέιν στη Νορβηγία μέχρι την Ιαπωνία και τώρα το Κλίβελαντ — που παραιτούνται από ορυκτά καύσιμα για καθαρά μηχανήματα θέρμανσης που κρατούν τα σπίτια ψητά στα πιο ψυχρά κλίματα.

Για μια βαθύτερη βουτιά στις αντλίες θερμότητας ψυχρού κλίματος, παρακολουθήστε α webinar κάναμε με Daikin, Mitsubishi και Efficiency Maine τον Δεκέμβριο του 2022.

Αυτό το άρθρο είναι μέρος μιας σειράς που ονομάζεται Απανθρακώστε τη ζωή σας. Με μέτρια βήματα και λογικό κόστος η οικογένειά μας έχει μειώσει δραματικά τις εκπομπές και δεσμεύει ότι έχει απομείνει μέσω ενός μικρού έργου αναδάσωσης. Η ζωή μας είναι καλύτερη για αυτό. Αν μπορούμε να το κάνουμε, μπορείτε και εσείς.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://cleantechnica.com/2024/01/26/cold-climate-heat-pumps-toasty-homes-in-frigid-places/