Συχνές ερωτήσεις για αντλίες θερμότητας αέρα σε νερό

Οι αντλίες θερμότητας είναι ένας τύπος συστημάτων θέρμανσης και ψύξης που είναι δημοφιλής για την ευελιξία και την αποτελεσματικότητά τους. Διαφέρουν από τις τυπικές μονάδες κλιματισμού και ο όρος «αντλία θερμότητας» χρησιμοποιείται μερικές φορές ως βασικός παράγοντας για διάφορους τύπους συστημάτων HVAC. Έτσι, για αυτήν την ανάρτηση θα επιδιώξουμε να απαντήσουμε σε ερωτήσεις όπως:

Ε. Τι είναι η αντλία θερμότητας;

Η αντλία θερμότητας A. είναι μια καθιερωμένη και εξαιρετικά αποδοτική τεχνολογία ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για θέρμανση και ψύξη χώρων, θέρμανση νερού και στέγνωμα ρούχων. Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν ψυκτικό μέσο και τεχνολογία παρόμοια με αυτή του κοινού σας κλιματιστικού, αλλά, σε αντίθεση με τα κλιματιστικά, οι αντλίες θερμότητας μπορούν επίσης να παρέχουν διάφορα είδη θέρμανσης για το σπίτι σας.

Ε. Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι συσκευών και εξοπλισμού αντλιών θερμότητας που χρησιμοποιούνται στα σπίτια;

Α. Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται στα σπίτια πιο συχνά για θέρμανση και ψύξη χώρων και θέρμανση νερού. Οι πιο κοινές αντλίες θερμότητας που χρησιμοποιούνται για θέρμανση και ψύξη χώρων (μερικές φορές ονομάζονται «κλιματισμός χώρου») ανταλλάσσουν θερμότητα μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού αέρα και αναφέρονται ως συστήματα «πηγή αέρα» ή «αέρας-αέρας». Οι θερμοσίφωνες με αντλία θερμότητας αναφέρονται ως συστήματα «αέρα-νερού» και εγκαθίστανται χωριστά για τη θέρμανση του νερού για ντους και νεροχύτες όπως ακριβώς οι παραδοσιακοί θερμοσίφωνες. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση του χώρου (βλ. λεπτομέρειες παρακάτω) είναι συστήματα «νερού-αέρα» ή «νερού-νερού». Τέλος, η τεχνολογία αντλίας θερμότητας χρησιμοποιείται και σε συσκευές στεγνωτηρίου ρούχων.

Ερ. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας;

A. Σε αντίθεση με τα συστήματα που καίνε αέριο για να παράγουν θερμότητα, οι αντλίες θερμότητας δεν απελευθερώνουν αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα κατά τη λειτουργία. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ηλιακά συστήματα στον τελευταίο όροφο ή από πηγές κοινής ωφέλειας. Ανάλογα με την απόδοση του τρέχοντος συστήματός σας και εάν κάνετε επίσης βελτιώσεις αγωγών και άλλα μέτρα στεγανοποίησης, ο ετήσιος λογαριασμός κοινής ωφέλειας θα είναι πιθανότατα χαμηλότερος με ένα σύστημα αντλίας θερμότητας. Η πιο πρακτική προσέγγιση είναι η αντικατάσταση παλαιών συστημάτων που είναι έτοιμα να αποτύχουν με γενικά πιο αποδοτικά συστήματα αντλιών θερμότητας. Το κόστος του έργου θα πρέπει να είναι περίπου $600 έως $2,700 λιγότερο για να αντικατασταθεί τόσο ένα κλιματιστικό όσο και ένας φούρνος με μια αντλία θερμότητας, παρά με ένα νέο κλιματιστικό και φούρνο. Αυτά τα κόστη υπολογίστηκαν κατά μέσο όρο σε ένα εύρος απόδοσης και μεγεθών και προέκυψαν από εγχειρίδια εκτίμησης και έρευνα εργολάβων.

Ερ. Υπάρχουν κίνητρα για αντλίες θερμότητας;

Α. Ναι! Στην κομητεία Yolo, το νέο πρόγραμμα TECH Clean California επιτρέπει στους συμμετέχοντες εργολάβους να κερδίσουν από $3000 έως $4800 σε εκπτώσεις για αντλίες θερμότητας κλιματισμού χώρου, ανάλογα με τα καύσιμα και την απόδοση των υπαρχόντων συστημάτων, καθώς και πρόσθετες εκπτώσεις εάν πραγματοποιηθούν σφράγιση αγωγών και λεπτομερείς υπολογισμοί μεγέθους. Διατίθενται επίσης εκπτώσεις θερμοσίφωνα αντλίας θερμότητας έως και 3800 $, οι οποίες μπορούν να εγκατασταθούν από υδραυλικούς και, για κατοικίες για πολλές οικογένειες, υπάρχει επιπλέον 2800 $ για τις απαραίτητες αναβαθμίσεις ηλεκτρικού πίνακα. Παρόμοιες εκπτώσεις προβλέπονται για πολυκατοικίες. Αναζητήστε τους συμμετέχοντες εργολάβους στον ιστότοπο του προγράμματος TECH.

Τα νέα κίνητρα του προγράμματος TECH έχουν σχεδιαστεί για να συνδυάζονται με τα υπάρχοντα Άνετη έκπτωση σπιτιού πρόγραμμα μέσω της PG&E της οποίας ο ιστότοπος εμφανίζει και τις δύο εκπτώσεις δίπλα-δίπλα.

Ε. Γιατί να κάνω τώρα ένα σχέδιο αντικατάστασης των υπαρχόντων συστημάτων μου με αντλίες θερμότητας;

Α. Εάν περιμένετε για βλάβη, το πιθανότερο είναι ότι θα χρειαστείτε ένα νέο σύστημα γρήγορα, το οποίο δεν σας δίνει χρόνο να επιλέξετε την αντλία θερμότητας που είναι κατάλληλη για εσάς. Εάν το κλιματιστικό σας είναι άνω των 15 ετών ή ειδικά εάν αποτυγχάνει, η λήψη τριών προσφορών από τους συμμετέχοντες εργολάβους τώρα θα σας επιτρέψει να αποφύγετε αγχωτικές αποφάσεις σε μια επείγουσα κατάσταση. Επιπλέον, τα κίνητρα δεν ήταν ποτέ καλύτερα: το πρόγραμμα TECH έχει προγραμματιστεί να τελειώσει τον Δεκέμβριο του 2025 (το πρόγραμμα Comfortable Home, το οποίο αποτελεί πολύ μικρότερο μέρος των κινήτρων, ανανεώνεται ετησίως).

Ε. Υπάρχουν άλλα πράγματα που πρέπει να εξετάσω;

Α. Απολύτως! Ειδικά αν βρίσκεστε σε παλαιότερο σπίτι και οι αγωγοί βρίσκονται στη σοφίτα, θα πρέπει να σκεφτείτε σθεναρά να αφαιρέσετε τη μόνωση της οροφής, να σφραγίσετε τις διαρροές αέρα στην οροφή και να αντικαταστήσετε τους αγωγούς με νέους μονωμένους τουλάχιστον σε R-6. Οι αγωγοί θα πρέπει να εγκατασταθούν έτσι ώστε να ακουμπούν στο δάπεδο της σοφίτας, και στη συνέχεια νέα μόνωση R-49 (ή καλύτερη) μπορεί να εμφυσηθεί πάνω από τους αγωγούς για να παρέχει πρόσθετη μόνωση. Οι διαδρομές των αγωγών μπορούν επίσης να βραχυνθούν για να μειωθούν η επιφάνεια και οι θερμικές απώλειες. Τέλος, αντί να εγκαταστήσετε το ίδιο σύστημα μεγέθους με πριν, η νέα αντλία θερμότητας θα πρέπει να έχει μέγεθος ώστε να λαμβάνει υπόψη το μειωμένο φορτίο θέρμανσης και ψύξης και τις μειωμένες απώλειες αγωγών. Αυτά είναι τα πιο σημαντικά πράγματα που μπορείτε να κάνετε για να μειώσετε τη χρήση της οικιακής ενέργειας και το ετήσιο κόστος και να βελτιώσετε την άνεση.

Ερ. Έχω ακούσει πολλά για «μίνι χωρίσματα». Είναι και αντλίες θερμότητας;

Α. Ναι. Οι περισσότερες μονοκατοικίες διαθέτουν ένα «κεντρικό» σύστημα θέρμανσης και ψύξης που εξυπηρετεί κάθε δωμάτιο χρησιμοποιώντας αγωγούς που παρέχουν αέρα μέσω μητρώων. Τόσο τα παραδοσιακά συστήματα όσο και τα συστήματα αντλιών θερμότητας μπορούν να χρησιμοποιούν αγωγούς, αλλά την τελευταία δεκαετία οι αντλίες θερμότητας "mini-split" ή "ductless" έχουν γίνει επίσης κοινές. Τα mini splits έχουν μικρότερη ικανότητα θέρμανσης και ψύξης από τα κεντρικά συστήματα αντλίας θερμότητας με αγωγούς και συνήθως εξυπηρετούν μόνο έναν ή δύο χώρους που κατά τα άλλα είναι δύσκολο να θερμανθούν ή να ψυχθούν με ένα κεντρικό σύστημα αεραγωγών για διάφορους λόγους. Χρησιμοποιώντας "κεφαλές" τοποθετημένες στον τοίχο ή στην οροφή, οι mini-split αντλίες θερμότητας τείνουν να είναι πιο αποτελεσματικές. Ωστόσο, τα περισσότερα σπίτια θα απαιτούσαν περισσότερες από μία μονάδες για την κάλυψη πολλών δωματίων και το κόστος της περιποίησης ενός ολόκληρου σπιτιού με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε να γίνει απαγορευτικό. Παρά αυτές τις διαφορές, τα mini split λειτουργούν με τις ίδιες αρχές με τις αντλίες θερμότητας και είναι επίσης επιλέξιμα για παρόμοιες εκπτώσεις.

Ερ. Τι είναι τα «υβριδικά» ή τα συστήματα διπλού καυσίμου;

Α. Όταν οι θερμοκρασίες πλησιάζουν στο πάγωμα, οι αντλίες θερμότητας «πηγής αέρα» μπορεί να είναι λιγότερο αποδοτικές επειδή πρέπει να σταματήσουν για να ξεπαγώσουν το εξωτερικό πηνίο (αντιστρέφοντας τον κύκλο και μεταβαίνοντας για λίγο σε λειτουργία ψύξης για να λιώσουν ο πάγος από το πηνίο). Μια προσέγγιση για την αντιμετώπιση αυτού του περιορισμού είναι τα υβριδικά ή διπλού καυσίμου συστήματα. Τα υβριδικά συστήματα ή τα συστήματα διπλού καυσίμου περιλαμβάνουν φούρνο φυσικού αερίου για την κάλυψη περιόδων κατά τις οποίες οι αντλίες θερμότητας δεν μπορούν να παράσχουν επαρκή θέρμανση γρήγορα ή αποτελεσματικά (τις πιο κρύες μέρες ή όταν αναρρώνετε από μια βραδινή ή διακοπές αποτυχίας). Τα υβριδικά συστήματα μπορούν να προσφέρουν ηρεμία σε άτομα που διστάζουν να εξαλείψουν πλήρως το φυσικό αέριο.

Ε. Τι θα κοστίσει εάν πρέπει να αναβαθμίσω την ηλεκτρική μου υπηρεσία;

Α. Τα σπίτια που κατασκευάστηκαν πριν από το 1990 ενδέχεται να απαιτούν αύξηση της ικανότητας παροχής ηλεκτρικών υπηρεσιών για την υποδοχή πρόσθετου φορτίου από συστήματα αντλιών θερμότητας. Εάν ο υπάρχων ηλεκτρικός σας πίνακας έχει ονομαστική ισχύ 200 αμπέρ ή περισσότερο, με σπάνιες εξαιρέσεις, θα πρέπει να υποστηρίζει σύστημα θέρμανσης και ψύξης με αντλία θερμότητας, θερμοσίφωνα με αντλία θερμότητας και φορτιστή ηλεκτρικού οχήματος. Το κόστος για την αναβάθμιση της ηλεκτρικής υπηρεσίας είναι κατά μέσο όρο περίπου 3,000 $. Για παλαιότερα σπίτια που εξυπηρετούνται από εναέρια καλώδια ή για νεότερα σπίτια με υπόγεια υπηρεσία με καλώδια που περνούν μέσω αγωγού, το κόστος είναι σχετικά χαμηλό. Οι αναβαθμίσεις υπηρεσιών είναι υψηλότερες εκεί όπου τα καλώδια είναι απευθείας θαμμένα και πρέπει να εγκατασταθούν νέοι αγωγοί και καλώδια.

Ε. Χρειάζομαι «λωρίδες θερμότητας» ηλεκτρικής αντίστασης ως μέρος του συστήματος αντλίας θερμότητας;

Α. Οι ταινίες θερμότητας είναι μια λιγότερο αποτελεσματική βοηθητική λειτουργία θέρμανσης που μερικές φορές εγκαθίστανται από εργολάβους για να παρέχουν συμπληρωματική θέρμανση κατά τη διάρκεια πολύ κρύου καιρού (και κύκλων απόψυξης της αντλίας θερμότητας). Ορισμένοι εργολάβοι πιστεύουν ότι οι ταινίες θερμότητας δεν χρειάζονται στο κλίμα μας, εάν τα συστήματα έχουν σχεδιαστεί σωστά με ακριβείς υπολογισμούς φορτίου και ειδικά εάν οι αγωγοί βρίσκονται σε κλιματιζόμενο χώρο ή καλά σφραγισμένοι και καλά μονωμένοι στη σοφίτα. Οι mini-split αντλίες θερμότητας με συμπιεστές μεταβλητής ταχύτητας δεν χρησιμοποιούν ταινίες θερμότητας. Οι ταινίες θερμότητας απαιτούν επίσης ένα αποκλειστικό κύκλωμα 240 V και το οποίο αυξάνει το κόστος.

Ερ. Χτίζω ένα νέο σπίτι, τι είδους συστήματα θέρμανσης πρέπει να εξετάσω;

Α. Από τη σκοπιά της μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, ο κλιματισμός χώρων με ηλεκτρική ενέργεια και η θέρμανση του νερού είναι οι μόνες επιλογές. Η εγκατάσταση πλήρως ηλεκτρικών με αντλίες θερμότητας και επαγωγικές εστίες είναι πιο δαπανηρή, αλλά — για την κατασκευή νέας κατοικίας — αυτό το κόστος αντισταθμίζεται με την εξάλειψη του κόστους εγκατάστασης σωληνώσεων αερίου. Επίσης, καταργούνται οι συνεχιζόμενες χρεώσεις υπηρεσιών φυσικού αερίου, είτε καταναλώνεται φυσικό αέριο είτε όχι. Δεδομένου ότι τα νέα σπίτια πρέπει να διαθέτουν ηλιακά συστήματα στον τελευταίο όροφο στην Καλιφόρνια, η επιτόπια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας πιθανότατα θα μειώσει το λειτουργικό κόστος.

Ερ. Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας;

Α. Ακριβώς όπως το νερό κατηφορίζει κάτω από τη δύναμη της βαρύτητας, το «ζεστό» ρέει φυσικά στο «κρύο» υπό τις θερμοδυναμικές δυνάμεις. Και καθώς η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να λειτουργήσει μια αντλία νερού για την άντληση νερού σε ανηφόρα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά της θερμότητας από το κρύο στο ζεστό χρησιμοποιώντας τον κύκλο ψύξης. Για παράδειγμα, τα ψυγεία και τα κλιματιστικά εξάγουν θερμότητα από το εσωτερικό ενός μονωμένου περιβλήματος και την «αντλούν» στο περιβάλλον. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να λειτουργήσουν και με τους δύο τρόπους, δηλαδή μπορούν να μεταφέρουν τη θερμότητα από εσωτερικούς σε εξωτερικούς χώρους (ψύξη) και από εξωτερικούς χώρους σε εσωτερικούς χώρους (θέρμανση).

Για την παροχή ψύξης, ένας συμπιεστής που βρίσκεται μέσα στην εξωτερική μονάδα «συμπυκνωτή» συμπιέζει το ψυκτικό αέριο, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Το ζεστό αέριο ψύχεται και συμπυκνώνεται σε υγρό περνώντας το μέσω ενός πηνίου που ψύχεται με ανεμιστήρα στον συμπυκνωτή. Το ψυχρό υγρό διοχετεύεται σε ένα άλλο πηνίο που βρίσκεται στη διάταξη χειρισμού αέρα εσωτερικού χώρου, όπου διέρχεται μέσω μιας συσκευής διαστολής και καθώς το ψυκτικό μετατρέπεται ξανά σε αέριο, απορροφά θερμότητα από το πηνίο. Για την παροχή θέρμανσης, η διαδικασία αντιστρέφεται και το ψυκτικό μέσο συμπυκνώνεται στο εσωτερικό πηνίο όπου εκπέμπει θερμότητα και το υγρό διαστέλλεται στο εξωτερικό πηνίο όπου αντλεί θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα.

Η αναφορά είναι από τον Cool David, ευχαριστώ!