Pompy ciepła w zimnym klimacie: ciepłe domy w mroźnych miejscach – CleanTechnica

Zapisz się na codzienne aktualizacje wiadomości z CleanTechnica na e-mail. Lub śledź nas w Google News!

---

W obliczu zimowej pogody w całych Stanach Zjednoczonych wielu z nas zastanawia się, czy naprawdę możemy ogrzać nasze domy w niskich temperaturach bez spalania paliw kopalnych. Jesienią 2021 roku zadaliśmy sobie to samo pytanie. 35-letni piec gazowy w naszym rodzinnym domu w Cleveland w stanie Ohio spalił się. Jesteśmy wielkimi zwolennikami pozbycia się paliw kopalnych, ale szczerze mówiąc, denerwowaliśmy się likwidacją pieca i ogrzewaniem wyłącznie za pomocą pomp ciepła. Jasne, robimy to u nas Własny dom w Portland w stanie Oregon, ale w Cleveland temperatury zimą są średnio o 15 stopni Fahrenheita niższe niż w Portland i prawie 50 cali więcej śniegu. Czy ten dom mógłby ogrzać gości Airbnb podczas mroźnej zimy na Środkowym Zachodzie, nie spalając przy tym paliw kopalnych? A co pompy ciepła zrobią z naszymi rachunkami za energię?

W tamtym czasie nie wiedzieliśmy o pompach ciepła do zimnego klimatu, które od dziesięcioleci utrzymują ciepło w domach w najzimniejszych częściach świata. Norwegia, Szwecja i Finlandia mają jedne z najwyższych na świecie potrzeb grzewczych prowadzić w instalacjach pomp ciepła, których liczba w Skandynawii wzrosła wykładniczo w ciągu ostatnich dwóch dekad. Prawie połowa wszystkich skandynawskich domów ma pompy ciepła, a tylko 13% domów w USA tak jest. W Japonii, kolebce pompy ciepła, 90% domów korzystajcie z nich, włączając zimniejsze miasta, takie jak Saporo, w których rocznie spadają setki cali śniegu.

W USA natomiast sprzedaż pomp ciepła przewyższyła piece gazowe po raz pierwszy w 2022 roku, większość penetracji pomp ciepła występuje w Części południowo-wschodnie kraju, w którym zimy są łagodne. Ale nasz czwarty najzimniejszy stan, Maine, miał % Wzrost 300 w sprzedaży pomp ciepła od 2018 do 2022 roku (9,000 28,000 do XNUMX XNUMX rocznie) i obecnie ma ponad 100,000 XNUMX pomp ciepła zainstalowanych w 600,000 XNUMX domów.

Wybór odpowiedniego modelu pompy ciepła dla Twojego klimatu

Gdy zbliżała się zima, rozważaliśmy zarówno pompy ciepła, jak i zastępczy piec gazowy (dla porównania) z ofertami czterech firm. Ponieważ nie mieszkamy w Cleveland, nie mieliśmy istniejącej sieci wykonawców. Aby znaleźć renomowanych instalatorów pomp ciepła, skorzystaliśmy ze stron producentów, które umożliwiają wyszukiwanie certyfikowanych wykonawców w Twojej okolicy. (Możesz to zrobić na Mitsubishi, Lennox, Daikin witryny).

Zbadaliśmy także, w jaki sposób pompy ciepła w zimnym klimacie działają magicznie. Wszystkie pompy ciepła do zimnego klimatu są wyposażone w sprężarki o zmiennej prędkości (patrz nasze stanowisko pompy ciepła dla wyjaśnienia), które są bardziej wydajne, ponieważ mogą rosnąć i spadać wraz ze zmianą temperatury. Pompy ciepła do zimnego klimatu mają szereg innych cech: 1) elektroniczne zawory rozprężne, które szybciej zmieniają ciśnienie czynnika chłodniczego; 2) inteligentne cykle odszraniania, które topią nagromadzony szron w wężownicy zewnętrznej; 3) odladzanie tacy spustowej, aby zapobiec zamarzaniu kondensatu; oraz 4) komputery i algorytmy specyficzne dla działania w zimnym klimacie.

Znaleźliśmy kilka świetnych zasobów, które mogą pomóc w procesie decyzyjnym:

1) Przełącznik węglowy sprawdzone pompy ciepła w zimnym klimacie i zaobserwował, ile ciepła wytwarzają w zimnym klimacie. (Mitsubishi jest na szczycie rankingów.)

2) Klasyfikacja pomp ciepła do zimnego klimatu w programie ENERGY STAR wyjaśnia, które pompy ciepła są certyfikowane do stosowania w chłodnych miejscach. Na swojej stronie internetowej, pod obydwoma bezkanałowe or kanałowe opcji, możesz zaznaczyć pole „zimny klimat” (niebieskie poniżej), aby filtrować pompy ciepła o tej wartości znamionowej.

Witryna internetowa ENERGY STAR pokazuje liczby takie jak HSPF2 (czerwona ramka poniżej), który mierzy efektywność ogrzewania pomieszczenia przez pompę ciepła (wynik 8.5 to dobry wynik, powyżej 10 to doskonały wynik, a niektóre najwyżej oceniane modele mają wyniki powyżej 15). Na stronie pokazano również, ile ciepła wytwarza pompa ciepła przy 5 stopni Fahrenheita (pomarańczowe pole), które można porównać z ilością ciepła wytwarzanego przez nie w temperaturze 47 stopni (zielone pole).

3) Zelektryzuj teraz lista kontrolna, o co należy zapytać wykonawcę pompy ciepła pomaga upewnić się, że wybierasz pompę ciepła odpowiedniej wielkości do swojego mieszkania. (Pełne ujawnienie: Joe jest aktywnym Elektryfikuj teraz wolontariusz.)

Oferty już złożone

Otrzymaliśmy oferty i rekomendacje od czterech wykonawców i byliśmy zachwyceni, a nawet nieco zaskoczeni, że pompa ciepła do zimnego klimatu (Daikin Fit), która zapewnia również klimatyzację, została najtańsza opcja za ~12,000 16,000 dolarów. Wydajny piec gazowy z klimatyzacją był znacznie droższy i wyniósł XNUMX XNUMX dolarów.

Typowo pompy ciepła dla zimnego klimatu koszt 20-30% więcej niż standardowe pompy ciepła ze względu na dodatkowe funkcje, które sprawiają, że dobrze funkcjonują w niskich temperaturach. Istnieje wiele pomp ciepła dla zimnego klimatu, które działają w jeszcze niższych temperaturach, ale my wybraliśmy tę, która ma najniższy koszt początkowy.

Fakt, że Daikin Fit zajął 3. miejsce w Przełącznik węglowy powyższa recenzja utwierdziła nas w przekonaniu o wyborze.

Instalacja pompy ciepła w zimnym klimacie

Pod koniec października 2021 r. wybrany przez nas wykonawca zdemontował stary piec gazowy i klimatyzator, zaślepił przewód gazowy i zainstalował nową pompę ciepła dla całego domu. Zdecydowaliśmy się na system kanałowy ze względu na układ i istniejące kanały. Nowy system pompy ciepła wygląda bardzo podobnie do starego systemu gazowego + klimatyzacyjnego, z jednostką wewnętrzną (urządzeniem klimatyzacyjnym) w piwnicy i jednostką zewnętrzną, która wygląda podobnie do starego układu klimatyzacji.

Instalowaliśmy rezerwowy opór elektryczny (czasami nazywane „ciepłem paskowym”) w celu uzupełnienia pompy ciepła w najzimniejsze dni. Korzystanie z oporności elektrycznej jest bardziej nieefektywne i kosztowne, ale nasz instalator zapewnił nas, że pompa ciepła działa z pełną wydajnością do 5 stopni Fahrenheita i posiada inteligentne algorytmy, które dodają niewielkie impulsy ogrzewania oporowego, gdy temperatura spadnie poniżej tej wartości.

Podczas naszej instalacji postępowaliśmy zgodnie z kilkoma najlepszymi praktykami dotyczącymi pomp ciepła w zimnym klimacie, w tym: 1) podnieś jednostkę zewnętrzną z podłoża, aby nie znajdowała się w lodzie lub śniegu (przegrody śnieżne może pomóc, jeśli musi siedzieć na ziemi); oraz 2) przeprowadzenie obliczeń obciążenia ogrzewania/chłodzenia, aby uniknąć przewymiarowania pompy ciepła. Łatwo założyć, że im więcej, tym lepiej, ale dobranie pompy ciepła do potrzeb domu jest istotne, ponieważ zbyt duża jednostka będzie często się wyłączać i włączać, co prowadzi do niskiej wydajności i krótszej żywotności w porównaniu z pompą ciepła o odpowiednim rozmiarze, która pracuje nieprzerwanie.

Koszty mediów i komfort

Po instalacji czekaliśmy, aż napłyną rachunki i recenzje Airbnb. Czy pompa ciepła zużywałaby duży opór elektryczny i zwiększałaby koszty mediów? Czy nasi goście zauważą różnicę? Duplex Cleveland tworzy ideał studium przypadku, przy czym jedna strona pracuje na pompach ciepła, a druga nadal spala gaz. Miło nam poinformować, że po dodaniu pomp ciepła nasze rachunki za media pozostały na niemal niezmienionym poziomie. Co ciekawe, całkowite koszty energii dla każdej strony dupleksu po pierwszym roku mieściły się w granicach 10 dolarów. I nie mieliśmy ani jednego „Zimno mi!” skargi od gości w ciągu dwóch lat od instalacji.

Mamy nadzieję, że nasze doświadczenie przekonało Cię, że nawet jeśli mieszkasz w miejscu, gdzie temperatury regularnie spadają poniżej zera, pompa ciepła jest dla Ciebie. System pompy ciepła działa świetnie w stanie Środkowo-Zachodnim, a jego zakup i obsługa nie jest droższy niż piec gazowy. Jesteśmy dumni, że dołączamy do milionów właścicieli domów – od Maine, przez Norwegię, po Japonię, a teraz Cleveland – którzy rezygnują z paliw kopalnych na rzecz czystych maszyn grzewczych, które utrzymują ciepło w domach w najbardziej mroźnym klimacie.

Aby uzyskać głębsze informacje na temat pomp ciepła w zimnym klimacie, obejrzyj a Webinar zrobiliśmy z firmami Daikin, Mitsubishi i Efficiency Maine w grudniu 2022 r.

Ten artykuł jest częścią serii pt Zdekarbonizuj swoje życie. Skromnymi krokami i rozsądnymi kosztami nasza rodzina radykalnie ograniczyła emisję gazów cieplarnianych i sekwestruje pozostałości w ramach małego projektu ponownego zalesiania. Dzięki temu nasze życie jest lepsze. Jeśli my możemy to zrobić, Ty też możesz.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://cleantechnica.com/2024/01/26/cold-climate-heat-pumps-toasty-homes-in-frigid-places/