Často kladené otázky o tepelných pumpych typu vzduch-na-vodu

Čerpadlá tepla sú druhom systému na otop a chlodenie, ktoré sa líbia kvôli svojej univerzality a efektívnosti. Sú iné ako bežné jednotky na klimatizáciu, a výraz 'čerpadlo tepla' sa niekedy používa ako zoskupenie niekoľkých typov systémov HVAC. Preto sa v tomto príspevku snažíme odpovedať na otázky ako:

Q. Čo je čerpadlo tepla?

Čerpadlo tepla je dobre naväzaná a vysoce efektívna technológia pohánaná električinou, ktorá sa používa na otop a chlodenie priestorov, vodný otop a sušenie oblečenia. Čerpadlá tepla používajú chladivé látky a technológiu podobnú bežným klimatizačným jednotkám, no, na rozdiel od klimatizačných jednotiek, čerpadlá tepla môžu tiež poskytovať rôzne druhy otopu pre váš domov.

Q. Aké sú rôzne typy spotrebiteľskych zariadení a vybavenia s čerpadlami tepla používané v domoch?

A. Tepelné pumpy sa v domácnostiach najčastejšie používajú na klimatizáciu priestoru a výpravovanie vody. Najčastejšie používané tepelné pumpy na klimatizáciu priestoru (niekedy nazývané „reguláciou priestoru“) prenosia teplo medzi vnútorným a vonkajším vzduchom a označujú sa ako „zdroj vzduchu“ alebo „vzduch-na-vzduch“ systémy. Vodohrevy s tepelnými pumpami sa nazývajú „vzduch-na-vodu“ systémami a nainštalujú sa oddelene na vytápanie vody na sprchy a drahky, rovnako ako tradičné vodohreky. Geotermálne tepelné pumpy používané na klimatizáciu priestoru (viď podrobnosti nižšie) sú „voda-na-vzduch“ alebo „voda-na-vodu“ systémy. Nakoniec, technológia tepelných púp je tiež používaná v sušiacich strojoch na oblečenie.

Q. Aké sú výhody tepelných púp?

A. Na rozdiel od systémov, ktoré spalujú plyn na výrobu tepla, tepelné čerpadlá počas prevádzky nevydávajú skleníkové gazy do atmosféry. Tepelné čerpadlá môžu bežať na elektrine vygenerovanej z solárnych panelov na streche alebo z ústredných zdrojov. Podľa účinnosti vašeho súčasného systému a podľa toho, či tiež provediete vylepšenia ventilačných potrubí a iné uzatváracie opatrenia, je pravdepodobné, že vaša ročná účtovná faktúra bude nižšia so systémom tepelného čerpadla. Najpraktickší prístup je nahradziť staré systémy, ktoré sú pripravené zlyhať, obvykle efektívnejšími systémami tepelných čerpadiel. Náklady na projekt by mali byť asi o 600 až 2 700 dolárov nižšie, ak nahradiť klimatizačnú jednotku a pece tepelným čerpadlom, namiesto novej klimatizačnej jednotky a pece. Tieto náklady boli vyjadrené ako priemer z rozsahu účinností a veľkostí a boli odvodené z odhadovacích manuálov a ankety medzi dodávateľmi.

Q. Sú niejaké stimuly pre tepelné čerpadlá?

A. Áno! V okrese Yolo nový program TECH Clean California umožňuje účastným stavebným spoločnostiam získať od $3000 do $4800 v náhradách za tepelné pumpy na klimatizáciu priestorov, v závislosti na palivách a efektívnosti existujúcich systémov, plus ďalšie náhrady ak sa vykoná uzátvorkovanie trub a podrobné výpočty veľkosti. Sú tiež k dispozícii náhrady za tepelné pumpy vodohrevy až $3800, ktoré môžu inštalovať trubiči, a pre viac rodinné bytové domy je pridaných ďalších $2800 na potrebné elektrické panely. Podobné náhrady sú poskytované aj pre bytové domy. Hľadajte účastníckych kontraktierov na webe programu TECH.

Nové incentívne programy TECH sú navrhnuté tak, aby sa dopĺňali s existujúcim Programom náhrad pre pohodlné domácnosti cez PG&E, kde na webe sú obidve náhrady uvedené vedľa seba.

Q. Prečo by som mal teraz vypracovať plán na nahradenie mojich existujúcich systémov teplovými pumpami?

A. Ak počkáte na poruchu, je pravdepodobné, že budete musieť rýchlo nahradiť systém, čo vám nechá málo času na výber vhodného tepelného pumpy pre vás. Ak je vaša klimatizácia staršia ako 15 rokov, alebo sa zvlášť pokazí, získanie troch ponúk od prispievajúcich dodávateľov teraz vám umožní vyhnúť sa stresujúcim rozhodnutiam v núdzovej situácii. Okrem toho, podpora nikdy nebola lepšia: program TECH je plánované ukončiť v decembri 2025 (Program Pohodlného Domova, ktorý tvorí oveľa menšiu časť podpor, je obnovovaný každoročne).

Q. Sú tu ešte nejaké iné veci, na ktoré by som mal(-a) dať pozor?

A. Absolútne! Obzvlášť ak žijete v staršom dome a ventilačné trubky sú v podoľa, mali by ste vážne zvážiť odstránenie izolačného materiálu na stropoch, uzatvorenie vzdušných únikov na streše a nahradenie trubiek novými, ktoré sú izolované aspoň na R-6. Trubky by mali byť nainštalované tak, aby spočívali na podlohe v podoľa, potom môžte pridať novú izoláciu R-49 (alebo lepšiu) nad trubkami pre ďalšiu izoláciu. Dĺžka trubic môže byť skrátenej, aby sa znížila ich povrchová plocha a tepelné straty. Nakoniec, namiesto nainštalovania systému rovnakej veľkosti ako predtým, by mal nový teplárenský čerpadlo byť rozmerované s ohľadom na zníženú spotrebu tepla a chladenia a znížené straty cez trubky. Sú to najdôležitejšie veci, ktoré môžete urobiť na zníženie spotreby energie domácnosti a ročných nákladov a na zlepšenie pohodlia.

O. Slyším veľa o „mini splitoch“. Sú aj oni teplárenské čerpadlá?

Áno. Väčšina jednodomových budov má „centrálny“ systém topenia a chladenia, ktorý slúži každému miestnosti pomocou trubiek, ktoré dodávajú vzduch cez ventilácie. Obe tradicionálne systémy aj tepelné čerpadlá môžu používať trubky, ale za posledné desaťročie sa stali bežnými aj „mini-split“ alebo „beztrubicové“ tepelné čerpadlá. Mini-splity majú menšiu kapacitu na topenie a chladenie ako centrálny, trubicový systém tepelného čerpadla a obvykle obsluhujú len jednu alebo dvie miestnosti, ktoré je z rôznych dôvodov ťažké vytopiť alebo ochladiť pomocou centrálnych trubic. S nástenkovými alebo stropnými „hlavami“ sú mini-split tepelné čerpadlá obvykle efektívnejšie. Napriek tomu by väčšina domov musela mať viac ako jednu jednotku na pokrytie viacerých miestností a náklady na vybavenie celého domu takto by mohli byť neopodstatnené. Navzdory týmto rozdielom pracujú mini-splity podľa rovnakých princípov ako tepelné čerpadlá a sú kvalifikované na podobné dotácie.

Otázka: Čo sú „hybridné“ alebo dvojfázové systémy?

Keď sa teploty blížia k bodu mrazu, môžu byt tepelné pumpy „z ovzdušia“ menej účinné, pretože musia na chvíľu prestáť, aby odliali vonkajší konvencor (postupom reverzie cyklu a krátkej prechody do ochladzovacieho režimu na odmražanie ledu z konvencora). Jedným spôsobom riešenia tejto obmedzenia sú hybridné alebo systémy s dvojitým palivom. Hybridné alebo systémy s dvojitým palivom obsahujú plynovú pece na pokrytie okamihov, keď tepelné pumpy nemôžu poskytnúť dostatočné teplo rýchlo alebo účinne (v chladnejšie dni alebo pri obnove po nočnom alebo dovolenkovom nastavení). Hybridné systémy môžu poskytnúť istotu tým, ktorí sú váhaví úplne vylúčiť prirodzený plyn.

Otázka: Koľko to bude stáť, ak budem musieť upgradovať svoju elektrickú službu?

A. Domácnosti postavené pred rokom 1990 môžu vyžadovať zvýšenie kapacity elektrického obslužného zaobstarávania na prispôsobenie dodatočnému záťaži od systémov tepelného čerpadla. Ak je váš existujúci elektrický panel ohodnotený na 200 amperov alebo viac, s vzácnych výnimkami by mal podporovať systém na otopenie a chladenie pomocou tepelného čerpadla, vodohrev tepelného čerpadla a nábojku pre elektrické vozidlá. Priemerné náklady na upgrad elektrickej služby sa pohybujú okolo 3 000 USD. Pre starsé domy obsluhované viesťami nad zemou alebo pre novšie domy s podzemnou službou so viesťami prebiehajúcimi cez konduktor sú náklady relatívne nízke. Najvyššie sú upgrade služieb tam, kde sú viesťa priamo zakopané a musia byť nainštalované nové konduktory a viesťa.

Q. Potrebujem elektické rezistencné 'tepelné pruhy' ako súčasť mojho systému tepelného čerpadla?

A. Elektrické ohrievacie pružiny sú menej efektívna pomocná ohrevová funkcia, ktorú niekedy montujú stavitelia, aby poskytovala doplnkové otopenie počas veľmi studeného počasia (a cyklov odmražania tepelného čerpadla). Niektorí stavatelia veria, že v našom klime sa elektrické ohrievacie pružiny nepotrebujú, ak sú systémy správne navrhnuté s presnými výpočtami zátěže a osobitne, ak sú trubky v ohrievanom priestore alebo dobre uzavreté a izolované v streche. Minispĺňkové tepelné čerpadlá so zmennou rýchlosťou kompresora nepoužívajú elektrické ohrievacie pružiny. Elektrické ohrievacie pružiny tiež vyžadujú dedikovaný 240v obvod, čo pridáva do nákladov.

Q. Stavím si nový domov, aké ohrevové systémy by som mal zvážiť?

Z pohľadu zníženia emisií skleníkových plynov sú na vytápanie priestorov a hriatie vody elektrické zdroje jedinou možnosťou. Prechod na úplne elektrické riešenie s tepelnými čerpadlami a indukčnými kuchyňskými plotnami je drahšie pri nainštalovaní, ale - v prípade stavby nových domov - tento náklad je vyrovnaný tým, že sa elimínovaná potreba nainštalovať plynové potrubia. Okrem toho sú aj trvalé poplatky za plynovú službu, nezávisle na tom, či je plyn spotrebovaný alebo nie, odstránené. Keďže sa nové domy v Kalifornii požadujú mať solárne panely na streche, lokálne generovanie elektivity pravdepodobne sníži prevádzkové náklady.

O. Ako fungujú tepelné čerpadlá?

A. Podobne ako voda tečie dolu pod vplyvom gravitácie, "tepla" prirodzeno prechádza na "chlodnejšie" pod vplyvom termodynamických súdrží. A rovnako ako elektrina môže prevádzať vodný čerpadlo na čerpanie vody nahor, môže byť tiež použitá na presun tepла z chladného na horeče pomocou kľučového cyklu. Napríklad, chladničky a klimatizácie vyberajú teplo z vnútra izolovaného priestoru a „čerpajú“ ho do okoliacej životného prostredia. Tepelné čerpadlá môžu pracovať oboch smeroch, t.j. môžu presunúť teplo z vnútra na vonku (chladenie) a z vonku dovnútra (ohrievanie).

Na poskytovanie chladenia slúži kompresor umiestnený v vonkajšej jednotke „kondezéru“, ktorý komprimuje chladivú látku v plynovej fáze, čím zvyšuje jej teplotu. Horký plyn sa ochladí a premení na kapalinosť pri pretekании cez ventilátorom ochladované spirálové kôľo v kondezéri. Ochladená kapalina je potom prevádzaná do ďalšieho kôľa umiestneného vo vnútornom vzduchovej jednotke, kde prechádza rozšírením, a keď sa chladivo opäť premení na plyn, absorbuje teplo z kôľa. Na poskytovanie ohrievania sa tento proces obrátia, a chladivo sa kondenzuje vo vnútornom kôľe, kde vypúšťa teplo, a kapalina sa rozpína vonkajšom kôľe, kde berie teplo z vonkajšieho vzduchu.

Odkaz pochádza od Cool David, ďakujem!