Často kladené otázky o tepelných čerpadlách vzduch-voda

Tepelné čerpadlá sú typom vykurovacieho a chladiaceho systému, ktorý je obľúbený pre svoju všestrannosť a účinnosť. Odlišujú sa od štandardných klimatizačných jednotiek a termín „tepelné čerpadlo“ sa niekedy používa ako univerzálny pre niekoľko typov systémov HVAC. V tomto príspevku sa teda pokúsime odpovedať na otázky ako:

Otázka: Čo je tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo A. je osvedčená a vysoko efektívna elektrina poháňaná technológia používaná na vykurovanie a chladenie priestorov, ohrev vody a sušenie odevov. Tepelné čerpadlá využívajú chladivo a technológiu veľmi podobnú vašej bežnej klimatizácii, ale na rozdiel od klimatizácií môžu tepelné čerpadlá zabezpečiť aj rôzne druhy vykurovania vášho domova.

Otázka: Aké sú rôzne typy zariadení a zariadení tepelných čerpadiel používaných v domácnostiach?

A. Tepelné čerpadlá sa používajú v domácnostiach najčastejšie na vykurovanie a chladenie priestorov a ohrev vody. Najbežnejšie tepelné čerpadlá používané na vykurovanie a chladenie priestorov (niekedy nazývané „klimatizácia priestoru“) vymieňajú teplo medzi vnútorným a vonkajším vzduchom a označujú sa ako systémy „zdroj vzduchu“ alebo „vzduch-vzduch“. Ohrievače vody s tepelným čerpadlom sa označujú ako systémy „vzduch-voda“ a inštalujú sa samostatne na ohrev vody pre sprchy a umývadlá rovnako ako tradičné ohrievače vody. Geotermálne tepelné čerpadlá používané na úpravu priestoru (pozri podrobnosti nižšie) sú systémy „voda-vzduch“ alebo „voda-voda“. Napokon, technológia tepelného čerpadla sa používa aj v spotrebičoch na sušiaky bielizne.

Q. Aké sú výhody tepelných čerpadiel?

Odpoveď: Na rozdiel od systémov, ktoré spaľujú plyn na výrobu tepla, tepelné čerpadlá počas prevádzky neuvoľňujú skleníkové plyny do atmosféry. Tepelné čerpadlá môžu bežať na elektrinu vyrobenú zo strešných solárnych systémov alebo z verejných zdrojov. V závislosti od účinnosti vášho súčasného systému a od toho, či robíte aj vylepšenia potrubia a iné tesniace opatrenia, bude váš ročný účet pravdepodobne nižší so systémom tepelného čerpadla. Najpraktickejším prístupom je nahradiť staré systémy, ktoré sú pripravené na poruchu, za všeobecne efektívnejšie systémy tepelných čerpadiel. Náklady na projekt by mali byť o 600 až 2,700 XNUMX USD nižšie na výmenu klimatizácie aj pece tepelným čerpadlom namiesto novej klimatizácie a pece. Tieto náklady boli spriemerované v rámci rozsahu efektívnosti a veľkostí a boli odvodené z manuálov na odhadovanie a prieskumu dodávateľov.

Otázka: Existujú stimuly pre tepelné čerpadlá?

A. Áno! V okrese Yolo umožňuje nový program TECH Clean California zúčastneným dodávateľom zarobiť od 3000 4800 do 3800 2800 USD na zľavách za tepelné čerpadlá na úpravu priestoru v závislosti od palív a účinnosti existujúcich systémov plus ďalšie zľavy, ak sa vykonajú utesnenie potrubia a podrobné výpočty veľkosti. K dispozícii sú tiež zľavy na ohrievač vody s tepelným čerpadlom až do výšky XNUMX XNUMX USD, ktoré môžu nainštalovať inštalatéri, a pre obytné priestory s viacerými rodinami je k dispozícii ďalších XNUMX XNUMX USD na potrebné upgrady elektrických panelov. Podobné zľavy sa poskytujú aj pre viacgeneračné byty. Vyhľadajte zúčastnených dodávateľov na webovej stránke programu TECH.

Nové stimuly programu TECH sú navrhnuté tak, aby ladili s existujúcimi Pohodlná domáca zľava prostredníctvom programu PG&E, ktorého webová stránka zobrazuje obe zľavy vedľa seba.

Otázka: Prečo by som si mal teraz naplánovať nahradenie svojich existujúcich systémov tepelnými čerpadlami?

Odpoveď: Ak čakáte na poruchu, je pravdepodobné, že budete rýchlo potrebovať nový systém, čo vám nedáva čas na výber tepelného čerpadla, ktoré je pre vás to pravé. Ak je vaša klimatizácia staršia ako 15 rokov, alebo najmä ak zlyháva, získanie troch ponúk od zúčastnených dodávateľov vám umožní vyhnúť sa stresujúcim rozhodnutiam v naliehavej situácii. Navyše stimuly nikdy neboli lepšie: program TECH sa má skončiť v decembri 2025 (Program pohodlného domova, ktorý tvorí oveľa menšiu časť stimulov, sa každoročne obnovuje).

Otázka: Existujú ďalšie veci, ktoré by som mal zvážiť?

A. Absolútne! Najmä ak ste v staršom dome a potrubia sú v podkroví, mali by ste silne zvážiť odstránenie stropnej izolácie, utesnenie únikov vzduchu zo stropu a výmenu potrubia za nové s izoláciou aspoň R-6. Potrubie by malo byť inštalované tak, aby spočívalo na podlahe podkrovia, potom sa môže na vrch potrubia nafúknuť nová izolácia R-49 (alebo lepšia), aby sa zabezpečila dodatočná izolácia. Potrubie môže byť tiež skrátené, aby sa znížila plocha povrchu a tepelné straty. A nakoniec, namiesto inštalácie systému rovnakej veľkosti ako predtým by nové tepelné čerpadlo malo byť dimenzované tak, aby zohľadňovalo znížené zaťaženie vykurovaním a chladením a znížené straty v potrubí. Toto sú najdôležitejšie veci, ktoré môžete urobiť pre zníženie spotreby energie v domácnosti a ročných nákladov a pre zlepšenie pohodlia.

Otázka: Veľa som počul o „mini splitkách“. Sú to aj tepelné čerpadlá?

A. Áno. Väčšina rodinných domov má „ústredný“ systém vykurovania a chladenia, ktorý obsluhuje každú miestnosť pomocou potrubia, ktoré dodáva vzduch cez registre. Tradičné systémy aj systémy tepelných čerpadiel môžu využívať potrubia, ale za posledné desaťročie sa stali bežnými aj „mini-split“ alebo „bezpotrubné“ tepelné čerpadlá. Mini-split majú menšiu kapacitu vykurovania a chladenia ako centrálne potrubné systémy tepelných čerpadiel a zvyčajne slúžia len jednej alebo dvom miestnostiam, ktoré sa inak ťažko vykurujú alebo chladia centrálnym potrubným systémom z rôznych dôvodov. Použitím „hlavíc“ namontovaných na stene alebo strope bývajú mini-split tepelné čerpadlá efektívnejšie. Väčšina domov by však vyžadovala viac ako jednu jednotku na pokrytie viacerých miestností a náklady na ošetrenie celého domu týmto spôsobom by mohli byť príliš vysoké. Napriek týmto rozdielom fungujú mini-splity na rovnakých princípoch ako tepelné čerpadlá a majú tiež nárok na podobné zľavy.

Otázka: Čo sú to „hybridné“ alebo dvojpalivové systémy?

Odpoveď: Keď sa teploty blížia k bodu mrazu, tepelné čerpadlá „zdroj vzduchu“ môžu byť menej účinné, pretože potrebujú prestávku, aby odmrazili vonkajšiu špirálu (obrátením cyklu a krátkym prechodom do režimu chladenia, aby sa z výmenníka roztopil ľad). Jedným z prístupov k riešeniu tohto obmedzenia sú hybridné alebo dvojpalivové systémy. Hybridné alebo dvojpalivové systémy zahŕňajú kotol na zemný plyn na pokrytie časov, keď tepelné čerpadlá nedokážu zabezpečiť dostatočné vykurovanie rýchlo alebo efektívne (v chladnejších dňoch alebo pri zotavovaní sa z nočných alebo dovolenkových neúspechov). Hybridné systémy môžu poskytnúť pokoj pre jednotlivcov, ktorí váhajú s úplným odstránením zemného plynu.

Otázka: Koľko to bude stáť, ak budem musieť aktualizovať svoje elektrické služby?

Odpoveď: Domy postavené pred rokom 1990 môžu vyžadovať zvýšenie kapacity elektrickej siete, aby sa prispôsobila dodatočná záťaž zo systémov tepelných čerpadiel. Ak je váš existujúci elektrický panel dimenzovaný na 200 ampérov alebo viac, so zriedkavými výnimkami by mal podporovať vykurovací a chladiaci systém tepelného čerpadla, ohrievač vody s tepelným čerpadlom a nabíjačku elektrických vozidiel. Náklady na modernizáciu elektrických služieb sa pohybujú v priemere okolo 3,000 XNUMX USD. Pre staršie domy obsluhované nadzemnými vedeniami alebo pre novšie domy s podzemným vedením s drôtmi vedenými cez potrubie sú náklady relatívne nízke. Aktualizácie služby sú najvyššie tam, kde sú vodiče priamo zakopané a musia sa nainštalovať nové vedenia a vodiče.

Otázka: Potrebujem elektrické odporové „tepelné pásy“ ako súčasť môjho systému tepelného čerpadla?

A. Tepelné pásy sú menej účinným prídavným vykurovaním, ktoré niekedy inštalujú dodávatelia na zabezpečenie doplnkového vykurovania počas veľmi chladného počasia (a odmrazovacích cyklov tepelného čerpadla). Niektorí dodávatelia sa domnievajú, že tepelné pásy nie sú v našej klíme potrebné, ak sú systémy správne navrhnuté s presnými výpočtami zaťaženia a najmä ak sú kanály v klimatizovanom priestore alebo dobre utesnené a dobre izolované v podkroví. Mini-split tepelné čerpadlá s kompresormi s premenlivou rýchlosťou nepoužívajú tepelné pásy. Tepelné pásy tiež vyžadujú vyhradený 240 V okruh, čo zvyšuje náklady.

Otázka: Stavím nový dom, aké vykurovacie systémy by som mal zvážiť?

Odpoveď: Z hľadiska znižovania emisií skleníkových plynov sú jedinou voľbou klimatizácia priestoru na elektrinu a ohrev vody. Prechod na čisto elektrickú energiu s tepelnými čerpadlami a indukčnými varnými doskami je drahší na inštaláciu, ale pri výstavbe nových domov sú tieto náklady kompenzované odstránením nákladov na inštaláciu plynového potrubia. Odpadajú aj priebežné poplatky za plynárenské služby, či už je plyn spotrebovaný alebo nie. Keďže nové domy musia mať v Kalifornii strešné solárne systémy, výroba elektriny na mieste pravdepodobne zníži prevádzkové náklady.

Otázka: Ako fungujú tepelné čerpadlá?

A. Tak ako voda tečie z kopca pod vplyvom gravitačnej sily, „horúce“ prirodzene prúdi do „studeného“ vplyvom termodynamických síl. A keďže elektrina dokáže poháňať vodné čerpadlo na čerpanie vody do kopca, môže sa použiť aj na presun tepla zo studeného do horúceho pomocou chladiaceho cyklu. Napríklad chladničky a klimatizácie odoberajú teplo z vnútra izolovaného krytu a „pumpujú“ ho do okolitého prostredia. Tepelné čerpadlá môžu pracovať oboma spôsobmi, to znamená, že môžu prenášať teplo z interiéru do exteriéru (chladenie) a z exteriéru do interiéru (vykurovanie).

Na zabezpečenie chladenia kompresor umiestnený vo vonkajšej „kondenzačnej“ jednotke stláča plynné chladivo, čím zvyšuje jeho teplotu. Horúci plyn sa ochladzuje a kondenzuje na kvapalinu vedením cez ventilátor chladenú špirálu v kondenzátore. Ochladená kvapalina je vedená potrubím do ďalšej špirály umiestnenej na vnútornom vzduchotechnickom zariadení, kde prechádza cez expanzné zariadenie, a keď sa chladivo mení späť na plyn, absorbuje teplo z výmenníka. Na zabezpečenie ohrevu je proces obrátený a chladivo kondenzuje vo vnútornom výmenníku, kde odovzdáva teplo a kvapalina expanduje vo vonkajšej výmenníku, kde odoberá teplo z vonkajšieho vzduchu.

Referencia je od Cool Davida, ďakujem!