Toplotne črpalke za hladno podnebje: Toasty domovi v hladnih krajih – CleanTechnica

Prijavite se na dnevne posodobitve novic podjetja CleanTechnica na e-pošto. oz spremljajte nas v Googlu News!

---

Ker je zimsko vreme v ZDA na polno, se mnogi od nas sprašujejo, ali lahko resnično ogrevamo svoje domove pri nizkih temperaturah brez kurjenja fosilnih goriv. Jeseni 2021 smo imeli isto vprašanje. 35 let stara plinska peč v dupleksu naše družine v Clevelandu, Ohio, se je pokvarila. Smo veliki zagovorniki opustitve fosilnih goriv, ​​a smo bili res nervozni zaradi odstranitve peči in ogrevanja izključno s toplotnimi črpalkami. Seveda, to počnemo pri nas lastna hiša v Portlandu v Oregonu, vendar so zimske temperature v Clevelandu v povprečju za 15 stopinj Fahrenheita hladnejše od Portlanda s skoraj 50 centimetri več snega. Bi lahko ta dom ogrel naše goste Airbnb skozi mrzlo zimo na srednjem zahodu brez kurjenja fosilnih goriv? In kaj bi toplotne črpalke naredile z našimi računi za energijo?

Takrat še nismo poznali toplotnih črpalk za hladno podnebje, ki že desetletja ohranjajo toploto v domovih v najhladnejših delih sveta. Norveška, Švedska in Finska imajo nekatere izmed največjih potreb po ogrevanju na svetu, pa vendar vodi pri vgradnjah toplotnih črpalk, ki so v zadnjih dveh desetletjih v Skandinaviji eksponentno narasle. Skoraj polovica vseh nordijskih domov ima toplotne črpalke, medtem ko le 13% ameriških domov. Na Japonskem, rojstnem kraju toplotne črpalke, 90% domov uporabite jih, vključno s hladnejšimi mesti, kot je Saporo, kjer zapade na stotine centimetrov snega na leto.

V ZDA pa je prodaja toplotnih črpalk presegla plinske peči prvič leta 2022, večina toplotne črpalke prodor je v Jugovzhodni deli države, kjer so zime mile. Toda naša četrta najhladnejša država, Maine, je imela 300% povečanje v prodaji toplotnih črpalk od 2018 do 2022 (9,000 do 28,000 letno) in zdaj ima več kot 100,000 toplotnih črpalk nameščen v svojih 600,000 domovih.

Izbira pravega modela toplotne črpalke za vašo klimo

Ko se je bližala zima, smo s ponudbami štirih podjetij raziskali tako toplotne črpalke kot nadomestno plinsko peč (za primerjavo). Ker ne živimo v Clevelandu, nismo imeli obstoječe mreže izvajalcev. Za iskanje uglednih inštalaterjev toplotnih črpalk smo uporabili spletna mesta proizvajalcev, ki vam omogočajo iskanje certificiranih izvajalcev na vašem območju. (To lahko storite na Mitsubishi, Lennoxin Daikin spletna mesta na primer).

Raziskali smo tudi, kako delujejo toplotne črpalke za hladno klimo. Vse toplotne črpalke za hladno klimo imajo kompresorje s spremenljivo hitrostjo (glejte naše post toplotne črpalke za razlago), ki so bolj učinkoviti, ker se lahko povečajo in zmanjšajo, ko se temperature spreminjajo. Toplotne črpalke za hladno klimo imajo številne druge lastnosti: 1) elektronske ekspanzijske ventile, ki hitreje spreminjajo tlak hladilnega sredstva; 2) inteligentni cikli odmrzovanja, ki stopijo kakršno koli zmrzal na prostem; 3) odmrzovanje odtočne posode, da preprečite zmrzovanje morebitnega kondenzata; in 4) računalniki in algoritmi, edinstveni za delovanje v hladnem podnebju.

Našli smo nekaj odličnih virov za pomoč pri odločanju:

1) Karbonsko stikalo pregledali toplotne črpalke za hladno klimo in opazil, koliko toplote proizvedejo v mrzlih podnebjih. (Mitsubishi je na vrhu lestvice.)

2) Razvrstitev toplotnih črpalk za hladno podnebje ENERGY STAR pojasnjuje, katere toplotne črpalke so certificirane za hladne kraje. Na svoji spletni strani pod obema brez kanalov or kanaliziran možnosti, lahko označite polje »hladno podnebje« (modro spodaj), da filtrirate toplotne črpalke s to oceno.

Spletna stran ENERGY STAR prikazuje številke, kot so HSPF2 (rdeče polje spodaj), ki meri, kako učinkovito toplotna črpalka ogreva prostor (ocena 8.5 je dobra; več kot 10 je odlična; nekateri najbolje ocenjeni modeli imajo ocene nad 15.) Stran prikazuje tudi, koliko toplote proizvede toplotna črpalka pri 5 stopinj Fahrenheita (oranžno polje), kar lahko primerjate s količino toplote, ki jo proizvedejo pri 47 stopinjah (zeleno polje).

3) Electrify Now's kontrolni seznam stvari, ki jih morate vprašati izvajalca toplotne črpalke pomaga zagotoviti, da dobite toplotno črpalko prave velikosti za svoje bivališče. (Popolno razkritje: Joe je aktiven Naelektri zdaj prostovoljec.)

Ponudbe so pripravljene

Prejeli smo ponudbe in priporočila štirih izvajalcev in bili veseli in nekoliko presenečeni, da je toplotna črpalka za hladno klimo (Daikin Fit), ki omogoča tudi klimatsko napravo, najcenejša možnost pri ~12,000 $. Učinkovita plinska peč in klimatska naprava je bila znatno dražja s 16,000 USD.

Običajno toplotne črpalke za hladno podnebje strošek 20-30% več kot standardne toplotne črpalke zaradi dodatnih funkcij, zaradi katerih dobro delujejo pri nizkih temperaturah. Obstaja veliko toplotnih črpalk za hladno podnebje, ki delujejo tudi pri nižjih temperaturah, vendar smo izbrali tisto z najnižjimi začetnimi stroški.

Dejstvo, da se je Daikin Fit uvrstil na 3. mesto v Karbonska stikala zgornji pregled nas je prepričal v izbiro.

Montaža toplotne črpalke za hladno klimo

Konec oktobra 2021 je naš izbrani izvajalec odstranil starodavno plinsko peč in klimatsko napravo, zaprl plinsko napeljavo in vgradil novo toplotno črpalko za celotno hišo. Za kanalski sistem smo se odločili zaradi razporeditve in obstoječih kanalov. Novi sistem toplotne črpalke je zelo podoben staremu sistemu plin + klima, z notranjo enoto (krmilnikom zraka) v kleti in zunanjo enoto, ki je podobna stari klimatski napravi.

Namestili smo rezerva električnega upora (včasih imenovano "ogrevalni trakovi") za dopolnitev toplotne črpalke v najhladnejših dneh. Uporaba električnega upora je bolj neučinkovita in dražja, vendar nam je naš monter zagotovil, da toplotna črpalka deluje s polno zmogljivostjo do 5 stopinj Fahrenheita in ima pametne algoritme, ki dodajo majhne izbruhe ogrevanja z električnim uporom, ko temperatura pade pod to.

Naša namestitev je sledila nekaj najboljšim praksam za toplotne črpalke za hladno podnebje, vključno z: 1) dvigom zunanje enote od tal, da ne sedi v ledu ali snegu (snežne pregrade lahko pomaga, če mora sedeti na tleh); in 2) izračun obremenitve pri ogrevanju/hlajenju, da se prepreči prevelika velikost toplotne črpalke. Preprosto je domnevati, da je večje boljše, vendar je dimenzioniranje toplotne črpalke za vaš dom bistvenega pomena, saj se bo prevelika enota pogosto izklopila in vklopila, kar vodi do slabe učinkovitosti in krajše življenjske dobe kot pravilno dimenzionirana toplotna črpalka, ki deluje neprekinjeno.

Stroški komunalnih storitev in udobje

Po namestitvi smo čakali na račune in ocene Airbnb. Ali bi toplotna črpalka porabila veliko električnega upora in povečala stroške komunalnih storitev? Bi naši gostje opazili razliko? Cleveland duplex ustvari popolno diplomsko delo, pri čemer ena stran deluje na toplotne črpalke, druga pa še vedno na plin. Z veseljem poročamo, da so naši računi za komunalne storitve po dodajanju toplotnih črpalk ostali skoraj popolnoma enaki. Skupni stroški energije za vsako stran dupleksa so bili po prvem letu presenetljivo med seboj znotraj 10 USD. In nismo imeli niti enega "zebe me!" pritožbe gostov v dveh letih od namestitve.

Upamo, da vas naše izkušnje prepričajo, da tudi če živite v kraju, kjer se temperature redno spustijo pod ničlo, obstaja toplotna črpalka za vas. Sistem toplotne črpalke odlično deluje v zvezni državi Srednjega zahoda in nakup ali delovanje ne stane nič več kot plinska peč. Ponosni smo, da se pridružujemo milijonom lastnikov stanovanj – od Maina do Norveške do Japonske in zdaj še Clevelanda –, ki opuščajo fosilna goriva za čiste ogrevalne stroje, ki ohranjajo domove toast v najbolj mrzlih podnebjih.

Za globlji potop v toplotne črpalke za hladno podnebje si oglejte a Webinar z Daikinom, Mitsubishijem in Efficiency Maine smo to storili decembra 2022.

Ta članek je del serije, imenovane Razogljičite svoje življenje. S skromnimi koraki in razumnimi stroški je naša družina dramatično zmanjšala emisije in zaseže tisto, kar ostane, z majhnim projektom pogozdovanja. Naše življenje je zaradi tega boljše. Če zmoremo mi, zmorete tudi vi.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://cleantechnica.com/2024/01/26/cold-climate-heat-pumps-toasty-homes-in-frigid-places/