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

由柏拉图重新发布

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随着美国各地冬季天气的全面到来，我们许多人都想知道我们是否真的可以在寒冷的气温下为房屋供暖而不燃烧化石燃料。 2021年秋天，我们也有同样的问题。我们家位于俄亥俄州克利夫兰的复式公寓里，已有 35 年历史的煤气炉出现了故障。我们是摆脱化石燃料的大力倡导者，但不可否认的是，我们对拆除熔炉并仅用热泵供暖感到紧张。当然，我们在我们的自己的家位于俄勒冈州波特兰，但克利夫兰冬季气温平均比波特兰低 15 华氏度，降雪量多近 50 英寸。这个房子能否在不燃烧化石燃料的情况下让我们的爱彼迎房客在中西部寒冷的冬天保持温暖？热泵会对我们的能源账单产生什么影响？

当时，我们还不知道寒冷气候热泵几十年来一直让世界上最寒冷地区的房屋保持温暖。挪威、瑞典和芬兰是世界上供暖需求最高的国家之一，但铅热泵装置在过去二十年中在斯堪的纳维亚半岛呈指数级增长。近一半的所有北欧家庭都有热泵，而只有 13% 的美国家庭这样做。在热泵的发源地日本， 90％的房屋使用它们，包括像札幌这样每年降雪数百英寸的寒冷城市。

在寒冷的国家，热泵的普及率更高。资料来源：日本热泵和蓄热中心, 自然和美国能源信息署.

在美国，虽然热泵销量超过了燃气炉首次在2022中，大多数热泵渗透率是在东南部地区冬天温和的国家。但是我们第四冷的州缅因州却出现了 300％增加 2018 年至 2022 年热泵销量（每年 9,000 至 28,000 台），现在已超过 100,000 个热泵安装在 600,000 个家庭中。

选择适合您气候的热泵型号

随着冬季的临近，我们与四家公司的投标一起探索了热泵和替代燃气炉（为了比较）。由于我们不住在克利夫兰，因此我们没有现有的承包商网络。为了找到信誉良好的热泵安装商，我们使用了制造商网站，您可以在其中搜索您所在地区的经过认证的承包商。（您可以在三菱, 伦诺克斯及大金例如网站）。

我们还研究了寒冷气候热泵如何发挥其魔力。所有寒冷气候热泵均配有变速压缩机（请参阅我们的热泵柱以获得解释），它们更有效，因为它们可以随着温度变化而上升和下降。寒冷气候热泵还有许多其他功能：1）电子膨胀阀可以更快地改变制冷剂压力； 2) 智能除霜循环，可融化任何室外盘管积聚的霜； 3) 排水盘除冰，防止冷凝水结冰； 4) 适合寒冷气候操作的计算机和算法。

我们找到了一些很好的资源来帮助我们进行决策：

1) 碳开关 审查寒冷气候热泵并记录了它们在寒冷气候下产生的热量。（三菱位居榜首。）

2) 能源之星的寒冷气候热泵分类解释了哪些热泵经过认证可用于寒冷的地方。在其网站上，在两个无管的 or 导管选项，您可以选中“寒冷气候”框（下面的蓝色框）来过滤具有该等级的热泵。

能源之星网站显示的数字如下 HSPF2 （下面的红色框）衡量热泵加热空间的效率（8.5 分为良好；超过 10 为优秀；一些评分最高的型号得分高于 15。）该网站还显示了热泵在5 华氏度（橙色框），您可以将其与 47 度（绿色框）时产生的热量进行比较。

3) 立即通电 询问热泵承包商的事项清单有助于确保您获得适合您住所的尺寸合适的热泵。（全面披露：乔是一名活跃的 立即通电 志愿者。）

出价已出

我们收到了四家承包商的投标和建议，令我们感到高兴和有些惊讶的是，寒冷气候热泵（大金飞度）也提供空调，最便宜的选择约 12,000 美元。高效煤气炉加空调的价格要高得多，为 16,000 美元。

寒冷气候下热泵通常成本20-30% 比标准热泵更多，因为附加功能使其在寒冷温度下运行良好。有许多寒冷气候热泵可以在更冷的温度下工作，但我们选择了前期成本最低的一种。

大金飞度 (Daikin Fit) 排名第三 碳开关 上面的评论让我们对选择充满信心。

寒冷气候热泵安装

2021 年 XNUMX 月下旬，我们选定的承包商拆除了古老的煤气炉和空调，封盖了煤气管道，并安装了新的全屋热泵。由于布局和现有管道，我们选择了管道系统。新的热泵系统看起来很像旧的燃气+空调，在地下室有一个室内机（空气处理器），室外机看起来与旧的空调类似。

我们确实安装了电阻备份（有时称为“带热”）以在最冷的日子补充热泵。使用电阻的效率较低且成本较高，但我们的安装人员向我们保证，热泵在低至 5 华氏度的温度下可满负荷工作，并且具有智能算法，当温度低于该温度时，会增加少量的电阻加热。

我们的安装遵循了寒冷气候热泵的一些最佳实践，包括：1）将室外机抬离地面，这样它就不会位于冰或雪中（雪挡板如果它必须坐在地上，可以提供帮助）； 2) 进行热/冷负荷计算以避免热泵尺寸过大。人们很容易认为越大越好，但是根据您家的情况确定热泵的尺寸至关重要，因为与连续运行的适当尺寸的热泵相比，过大的设备会频繁地关闭和打开，这会导致效率低下和寿命缩短。

公用事业成本和舒适度

安装后，我们等待账单和爱彼迎评论滚滚而来。热泵会使用大量电阻并增加公用事业成本吗？我们的客人会注意到差异吗？克利夫兰复式公寓创造了一个完美的案例研究，一侧运行热泵，另一侧仍在燃烧燃气。我们很高兴地报告，添加热泵后，我们的水电费几乎保持不变。第一年后，双层公寓每一侧的总能源成本相差不到 10 美元。我们还没有说过一句“我冷！”安装后两年内收到客人投诉。

我们希望我们的经验能让您相信，即使您居住的地方温度经常降至零以下，也有适合您的热泵。热泵系统在中西部各州效果很好，并且购买或操作的成本不比煤气炉高。我们很自豪能够加入数百万房主的行列——从缅因州到挪威再到日本，现在还有克利夫兰——他们正在放弃化石燃料，转而使用清洁的供暖设备，以便在最寒冷的气候下让房屋保持温暖。

要深入了解寒冷气候热泵，请观看 网络研讨会 早在 2022 年 XNUMX 月，我们就与大金、三菱和 Efficiency Maine 合作过。