Pogosta vprašanja o toplotnih črpalkah zrak-voda

Toplotne črpalke so vrsta ogrevalnih in hladilnih sistemov, ki so priljubljene zaradi svoje vsestranskosti in učinkovitosti. Razlikujejo se od standardnih klimatskih naprav, izraz "toplotna črpalka" pa se včasih uporablja za vse vrste sistemov HVAC. V tej objavi bomo torej poskušali odgovoriti na vprašanja, kot so:

V. Kaj je toplotna črpalka?

Toplotna črpalka A. je uveljavljena in visoko učinkovita tehnologija na električni pogon za ogrevanje in hlajenje prostorov, ogrevanje vode in sušenje perila. Toplotne črpalke uporabljajo hladilno sredstvo in tehnologijo, ki je zelo podobna običajni klimatski napravi, vendar lahko toplotne črpalke za razliko od klimatskih naprav zagotovijo tudi različne vrste ogrevanja vašega doma.

V. Katere so različne vrste naprav in opreme za toplotne črpalke, ki se uporabljajo v domovih?

A. Toplotne črpalke se v domovih najpogosteje uporabljajo za ogrevanje in hlajenje prostorov ter ogrevanje vode. Najpogostejše toplotne črpalke, ki se uporabljajo za ogrevanje in hlajenje prostorov (včasih imenovane "kondicioniranje prostora"), izmenjujejo toploto med notranjim in zunanjim zrakom in se imenujejo sistemi "vir zraka" ali "zrak-zrak". Grelniki vode s toplotno črpalko se imenujejo sistemi "zrak-voda" in so nameščeni ločeno za ogrevanje vode za prhe in umivalnike, tako kot tradicionalni grelniki vode. Geotermalne toplotne črpalke, ki se uporabljajo za klimatizacijo prostora (glejte podrobnosti spodaj), so sistemi "voda-zrak" ali "voda-voda". Končno se tehnologija toplotne črpalke uporablja tudi v napravah za sušenje perila.

V. Kakšne so prednosti toplotnih črpalk?

A. Za razliko od sistemov, ki uporabljajo plin za ustvarjanje toplote, toplotne črpalke med delovanjem ne sproščajo toplogrednih plinov v ozračje. Toplotne črpalke lahko delujejo na električno energijo, pridobljeno iz solarnih sistemov na strehi ali iz komunalnih virov. Odvisno od učinkovitosti vašega trenutnega sistema in tega, ali izvajate tudi izboljšave kanalov in druge ukrepe za tesnjenje, bo vaš letni račun za komunalne storitve verjetno nižji s sistemom toplotne črpalke. Najbolj praktičen pristop je zamenjava starih sistemov, ki so pripravljeni na okvaro, s splošno učinkovitejšimi sistemi toplotnih črpalk. Stroški projekta bi morali biti približno 600 do 2,700 USD nižji za zamenjavo klimatske naprave in peči s toplotno črpalko, namesto z novo klimatsko napravo in pečjo. Ti stroški so bili povprečeni glede na vrsto učinkovitosti in velikosti ter izpeljani iz priročnikov za ocenjevanje in ankete izvajalcev.

V. Ali obstajajo spodbude za toplotne črpalke?

A. Da! V okrožju Yolo nov program TECH Clean California omogoča sodelujočim izvajalcem, da zaslužijo med 3000 in 4800 USD v rabatih za toplotne črpalke za klimatizacijo prostora, odvisno od goriv in učinkovitosti obstoječih sistemov, ter dodatne rabate, če se izvedejo tesnjenje kanalov in podrobni izračuni velikosti. Na voljo so tudi popusti za grelnike vode s toplotno črpalko do 3800 USD, ki jih lahko namestijo vodovodarji, za večdružinske stanovanjske zgradbe pa je dodatnih 2800 USD za potrebne nadgradnje električne plošče. Podobni popusti so predvideni za večstanovanjska stanovanja. Poiščite sodelujoče izvajalce na spletni strani programa TECH.

Nove spodbude programa TECH so oblikovane tako, da se ujemajo z obstoječimi Popust za udoben dom program prek PG&E, katerega spletno mesto prikazuje oba rabata drug ob drugem.

V. Zakaj bi moral zdaj narediti načrt za zamenjavo obstoječih sistemov s toplotnimi črpalkami?

A. Če čakate na okvaro, obstaja velika verjetnost, da boste hitro potrebovali nov sistem, kar vam ne bo dalo časa, da izberete toplotno črpalko, ki je prava za vas. Če je vaša klimatska naprava stara več kot 15 let ali še posebej, če se pokvari, se boste zdaj s tremi ponudbami sodelujočih izvajalcev izognili stresnim odločitvam v nujnih situacijah. Poleg tega spodbude še nikoli niso bile boljše: program TECH naj bi se končal decembra 2025 (program Udoben dom, ki predstavlja veliko manjši delež spodbud, se obnavlja vsako leto).

Q. Ali moram razmisliti o drugih stvareh?

A. Vsekakor! Še posebej, če ste v starejšem domu in so kanali na podstrešju, bi morali močno razmisliti o odstranitvi stropne izolacije, tesnjenju puščanja zraka na stropu in zamenjavi kanalov z novimi, izoliranimi vsaj na R-6. Kanale je treba namestiti tako, da ležijo na tleh podstrešja, nato pa lahko na vrh kanalov vpihate novo izolacijo R-49 (ali boljšo), da zagotovite dodatno izolacijo. Odtoke kanalov je mogoče tudi skrajšati, da zmanjšate površino in toplotne izgube. Nazadnje, namesto namestitve sistema enake velikosti kot prej, je treba novo toplotno črpalko dimenzionirati tako, da upošteva zmanjšano obremenitev pri ogrevanju in hlajenju ter zmanjšane izgube v kanalih. To so najpomembnejše stvari, ki jih lahko storite, da zmanjšate domačo porabo energije in letne stroške ter izboljšate udobje.

V. Veliko sem slišal o »mini split-ih«. So tudi toplotne črpalke?

A. Da. Večina enodružinskih hiš ima "centralni" sistem ogrevanja in hlajenja, ki oskrbuje vsako sobo z uporabo kanalov, ki dovajajo zrak skozi registre. Tako tradicionalni sistemi kot sistemi toplotnih črpalk lahko uporabljajo kanale, vendar so v zadnjem desetletju postale običajne tudi toplotne črpalke »mini-split« ali »brezvodne«. Mini-spliti imajo manjšo zmogljivost ogrevanja in hlajenja kot centralni kanalski sistemi s toplotno črpalko in običajno služijo le eni ali dvema sobama, ki ju je sicer težko ogrevati ali hladiti s centralnim kanalskim sistemom iz različnih razlogov. Z uporabo stenskih ali stropnih "glav" so mini-split toplotne črpalke običajno bolj učinkovite. Vendar pa bi večina domov potrebovala več kot eno enoto za pokrivanje več sob, stroški zdravljenja celotnega doma pa bi lahko postali previsoki. Kljub tem razlikam delujejo mini-spliti po enakih principih kot toplotne črpalke in so prav tako upravičeni do podobnih popustov.

V. Kaj so "hibridni" ali dvogorivni sistemi?

A. Ko se temperature približajo ledišču, so lahko toplotne črpalke "z virom zraka" manj učinkovite, ker se morajo začasno ustaviti, da odmrznejo zunanjo tuljavo (tako da obrnejo cikel in za kratek čas preidejo v način hlajenja, da stopijo led s tuljave). Eden od pristopov za reševanje te omejitve so hibridni sistemi ali sistemi z dvojnim gorivom. Hibridni sistemi ali sistemi na dvojno gorivo vključujejo peč na zemeljski plin, ki pokriva čase, ko toplotne črpalke ne morejo zagotoviti zadostnega ogrevanja, hitro ali učinkovito (v hladnejših dneh ali ko si opomorejo po nočnem ali počitniškem zastoju). Hibridni sistemi lahko zagotovijo brezskrbnost posameznikom, ki oklevajo glede popolne opustitve zemeljskega plina.

V. Koliko bo stalo, če bom moral nadgraditi svoje električne storitve?

A. Domovi, zgrajeni pred letom 1990, bodo morda potrebovali večjo zmogljivost električnega omrežja, da bodo lahko prilagodili dodatno obremenitev sistemov toplotnih črpalk. Če je vaša obstoječa električna plošča ocenjena na 200 amperov ali več, z redkimi izjemami, bi morala podpirati sistem ogrevanja in hlajenja s toplotno črpalko, grelnik vode s toplotno črpalko in polnilnik za električna vozila. Stroški nadgradnje električne storitve v povprečju znašajo okoli 3,000 USD. Za starejše domove, ki jih oskrbujejo nadzemne žice, ali za novejše domove s podzemno napeljavo z žicami, ki tečejo skozi vod, so stroški razmeroma nizki. Nadgradnje storitev so najvišje tam, kjer so žice neposredno zakopane in je treba namestiti nove cevi in ​​žice.

V. Ali potrebujem električne uporovne "toplotne trakove" kot del svojega sistema toplotne črpalke?

A. Toplotni trakovi so manj učinkovita pomožna ogrevalna funkcija, ki jo včasih namestijo izvajalci za zagotavljanje dodatnega ogrevanja v zelo mrzlem vremenu (in ciklih odmrzovanja toplotne črpalke). Nekateri izvajalci menijo, da toplotni trakovi v našem podnebju niso potrebni, če so sistemi pravilno zasnovani z natančnimi izračuni obremenitev in še posebej, če so kanali v klimatiziranem prostoru ali dobro zaprti in dobro izolirani na podstrešju. Mini-split toplotne črpalke s kompresorji s spremenljivo hitrostjo ne uporabljajo toplotnih trakov. Toplotni trakovi zahtevajo tudi namensko 240-voltno vezje, kar povečuje stroške.

V. Gradim nov dom, kakšne vrste ogrevalnih sistemov naj razmislim?

A. Z vidika zmanjšanja emisij toplogrednih plinov sta edina izbira klimatizacija prostorov na elektriko in ogrevanje vode. Popolnoma električni pogon s toplotnimi črpalkami in indukcijskimi kuhalnimi ploščami je dražji za namestitev, vendar se pri gradnji novih domov ta strošek izravna z odpravo stroškov namestitve plinskih cevi. Prav tako so odpravljeni tekoči stroški plinskih storitev, ne glede na to, ali je plin porabljen ali ne. Ker morajo novi domovi v Kaliforniji imeti strešne solarne sisteme, bo proizvodnja električne energije na kraju samem verjetno zmanjšala obratovalne stroške.

V. Kako delujejo toplotne črpalke?

O. Tako kot voda teče navzdol pod vplivom gravitacije, se »vroča« naravno pretaka v »hladno« pod vplivom termodinamičnih sil. In ker lahko električna energija poganja vodno črpalko za črpanje vode navzgor, jo je mogoče uporabiti tudi za prenos toplote iz hladnega v vroče s pomočjo hladilnega cikla. Na primer, hladilniki in klimatske naprave pridobivajo toploto iz notranjosti izoliranega ohišja in jo "črpajo" v okolico. Toplotne črpalke lahko delujejo v obe smeri, to pomeni, da lahko prenašajo toploto iz notranjih prostorov na zunanjo (hlajenje) in iz zunanjih v notranje prostore (ogrevanje).

Da zagotovi hlajenje, kompresor, ki se nahaja znotraj zunanje "kondenzatorske" enote, stisne hladilni plin in zviša njegovo temperaturo. Vroči plin se ohladi in kondenzira v tekočino tako, da se spusti skozi ventilatorsko hlajeno tuljavo v kondenzatorju. Ohlajena tekočina se napelje v drugo tuljavo, ki se nahaja na napravi za obdelavo zraka v zaprtih prostorih, kjer gre skozi ekspanzijsko napravo, in ko se hladilno sredstvo spremeni nazaj v plin, absorbira toploto iz tuljave. Za ogrevanje je postopek obraten in hladilno sredstvo kondenzira v notranji tuljavi, kjer oddaja toploto, tekočina pa se širi v zunanji tuljavi, kjer črpa toploto iz zunanjega zraka.

Referenca je iz Cool Davida, hvala！