Теплові насоси для холодного клімату: теплі будинки в холодних місцях – CleanTechnica

Підпишіться на щоденні оновлення новин від CleanTechnica на електронну пошту. Або слідкуйте за нами в Новинах Google!

---

Оскільки в США панує зима, багато хто з нас задаються питанням, чи справді ми можемо обігрівати свої будинки при низьких температурах, не спалюючи викопне паливо. Восени 2021 року у нас було таке ж питання. 35-річна газова піч у дуплексі нашої сім’ї в Клівленді, штат Огайо, була на місці. Ми є великими прихильниками відмови від викопного палива, але, правда, хвилювалися щодо видалення печі та опалення виключно за допомогою теплових насосів. Звичайно, ми робимо це у нас власний будинок у Портленді, штат Орегон, але зимові температури в Клівленді в середньому на 15 градусів за Фаренгейтом холодніші, ніж у Портленді, з майже 50 дюймами більше снігу. Чи міг би цей дім зігріти наших гостей Airbnb протягом холодної зими на Середньому Заході без спалювання викопного палива? І що теплові насоси зроблять з нашими рахунками за електроенергію?

У той час ми не знали про теплові насоси для холодного клімату, які десятиліттями зберігали тепло в домівках у найхолодніших частинах світу. Норвегія, Швеція та Фінляндія мають одні з найвищих у світі потреб в опаленні вести в установках теплових насосів, кількість яких у Скандинавії експоненціально зросла за останні два десятиліття. Майже половина з усіх скандинавських будинків є теплові насоси 13% будинків США. У Японії, на батьківщині теплового насоса, 90% будинків використовуйте їх, включаючи такі холодні міста, як Сапоро, де випадають сотні дюймів снігу на рік.

У США при цьому продажі теплових насосів перевершили газові печі вперше в 2022 році, найбільше проникнення теплового насоса в Південно-східні частини країни, де зими м'які. Але наш четвертий найхолодніший штат, Мен, мав 300% більше у продажах теплових насосів з 2018 по 2022 рік (від 9,000 до 28,000 XNUMX на рік) і зараз має понад 100,000 XNUMX теплових насосів встановлені в 600,000 XNUMX будинків.

Вибір правильної моделі теплового насоса для вашого клімату

З наближенням зими ми досліджували як теплові насоси, так і заміну газової печі (для порівняння) із заявками чотирьох компаній. Оскільки ми живемо не в Клівленді, у нас не було мережі підрядників. Щоб знайти надійних монтажників теплових насосів, ми використовували веб-сайти виробників, які дозволяють вам шукати сертифікованих підрядників у вашому регіоні. (Це можна зробити на Mitsubishi, Lennox та Daikin сайти, наприклад).

Ми також дослідили, як діють теплові насоси для холодного клімату. Усі теплові насоси для холодного клімату мають компресори зі змінною швидкістю (див. наш пост теплового насоса для пояснення), які є більш ефективними, оскільки вони можуть зростати та знижуватися зі зміною температури. Теплові насоси для холодного клімату мають ряд інших особливостей: 1) електронні розширювальні клапани, які швидше змінюють тиск холодоагенту; 2) інтелектуальні цикли розморожування, які розтоплюють будь-яке утворення інею на відкритому змійовику; 3) видалення льоду з дренажної ємності для запобігання замерзанню конденсату; 4) комп’ютери та алгоритми, унікальні для експлуатації в холодному кліматі.

Ми знайшли кілька чудових ресурсів, які допоможуть прийняти рішення:

1) Карбоновий перемикач розглянули теплові насоси для холодного клімату і зазначив, скільки тепла вони виробляють у холодному кліматі. (Mitsubishi очолює рейтинг.)

2) Класифікація теплових насосів для холодного клімату ENERGY STAR пояснює, які теплові насоси сертифіковані для холодних місць. На своєму веб-сайті під обома безпровідний or повітропровідний параметри, ви можете встановити прапорець «холодний клімат» (синій нижче), щоб фільтрувати теплові насоси з таким рейтингом.

Веб-сайт ENERGY STAR показує такі цифри HSPF2 (червоне поле нижче), яке вимірює, наскільки ефективно тепловий насос нагріває простір (8.5 балів — добре; більше 10 — відмінно; деякі моделі з найвищим рейтингом мають бали вище 15). Сайт також показує, скільки тепла тепловий насос виробляє при 5 градусів за Фаренгейтом (помаранчевий квадрат), який ви можете порівняти з тим, скільки тепла вони виробляють при 47 градусах (зелений квадрат).

3) Electrify Now's контрольний список речей, які потрібно запитати у підрядника теплових насосів допомагає підібрати тепловий насос потрібного розміру для свого помешкання. (Повне розкриття: Джо активний Електрифікуйте зараз волонтер.)

Ставки прийняті

Ми отримали пропозиції та рекомендації від чотирьох підрядників і були раді та дещо здивовані, що тепловий насос для холодного клімату (Daikin Fit), який також забезпечує кондиціонування повітря, був найдешевший варіант на ~12,000 16,000 доларів США. Ефективна газова піч із кондиціонером коштувала значно дорожче – XNUMX XNUMX доларів США.

Зазвичай теплові насоси для холодного клімату вартість 20-30% більше, ніж стандартні теплові насоси, завдяки додатковим функціям, завдяки яким вони добре функціонують за низьких температур. Існує багато теплових насосів для холодного клімату, які працюють навіть за нижчих температур, але ми вибрали той, який має найнижчу початкову вартість.

Той факт, що Daikin Fit посів третє місце в рейтингу Вугільний перемикач огляд вище зробив нас впевненими у виборі.

Установка теплового насоса для холодного клімату

Наприкінці жовтня 2021 року обраний нами підрядник демонтував стару газову піч і кондиціонер, перекрив газову лінію та встановив новий тепловий насос для всього будинку. Ми вибрали канальну систему через планування та наявні повітропроводи. Нова система теплового насоса дуже схожа на стару систему газ + кондиціонер, з внутрішнім блоком (повітряним обробником) у підвалі та зовнішнім блоком, схожим на стару систему кондиціонування.

Ми встановили резервний електричний опір (іноді його називають «полосним теплом»), щоб доповнити тепловий насос у найхолодніші дні. Використання електричного опору є більш неефективним і дорогим, але наш установник запевнив нас, що тепловий насос працює на повну потужність до 5 градусів за Фаренгейтом і має розумні алгоритми, які додають невеликі спалахи нагріву електричного опору, коли температура падає нижче цієї температури.

Ми встановлювали кілька найкращих методів для теплових насосів для холодного клімату, зокрема: 1) підняли зовнішній блок над землею, щоб він не сидів у льоду чи снігу (снігові перегородки може допомогти, якщо йому доведеться сидіти на землі); і 2) проведення розрахунку навантаження на опалення/охолодження, щоб уникнути збільшення теплового насоса. Легко припустити, що чим більше, тим краще, але необхідно підібрати тепловий насос для вашого дому, оскільки занадто великий агрегат часто вимикається та вмикається, що призводить до низької ефективності та коротшого терміну служби, ніж тепловий насос правильного розміру, який працює безперервно.

Комунальні послуги та комфорт

Після встановлення ми чекали, поки надійдуть рахунки та відгуки Airbnb. Чи буде тепловий насос використовувати великий електричний опір і збільшити витрати на комунальні послуги? Чи помітять наші гості різницю? Дуплекс у Клівленді створює досконалість тематичне дослідження, причому одна сторона працює на теплових насосах, а інша все ще спалює газ. Ми раді повідомити, що після додавання теплових насосів наші рахунки за комунальні послуги залишилися майже такими ж. Загальні витрати на електроенергію для кожної сторони дуплексу були, що дивно, в межах 10 доларів один від одного після першого року. І жодного «Мені холодно!» у нас не було. скарги від гостей протягом двох років після встановлення.

Ми сподіваємося, що наш досвід переконає вас, що навіть якщо ви живете в місці, де температура регулярно опускається нижче нуля, для вас є тепловий насос. Система теплового насоса чудово працює в штаті Середнього Заходу, і її придбання чи експлуатація не коштують більше, ніж газова піч. Ми пишаємося тим, що приєдналися до мільйонів власників будинків — від Мен до Норвегії та Японії, а тепер і до Клівленда — які відмовляються від викопного палива заради чистих опалювальних машин, які зберігають домівки теплими навіть у найхолодніших кліматичних умовах.

Щоб глибше зануритися в теплові насоси для холодного клімату, перегляньте a webinar ми зробили з Daikin, Mitsubishi та Efficiency Maine ще в грудні 2022 року.

Ця стаття є частиною серії під назвою Декарбонізуйте своє життя. Скромними кроками та розумними витратами наша сім’я значно скоротила викиди та секвеструє те, що залишилося, завдяки невеликому проекту відновлення лісів. Від цього наше життя краще. Якщо ми можемо це зробити, ви теж зможете.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://cleantechnica.com/2024/01/26/cold-climate-heat-pumps-toasty-homes-in-frigid-places/