图片来源:Peter Stevens /Flickr
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为了实现到2050年将温室气体排放量减少80%或更多的共同和雄心勃勃的全球目标，分析发现，消费者和企业将需要结合使用能源效率和无碳电力(例如，来自可再生资源或核能的电力)或低碳电力(高效使用化石燃料与碳捕获和存储)用于交通、空间供暖和水供暖(见在这里而且这里)．
但是电气化真的能为考虑换房子的房主省钱吗?我们的新研究，“用空气源热泵取代石油和丙烷炉、锅炉和热水器的能源节约、消费者经济和温室气体排放减少”，着眼于这个特定的问题。
报告发现，用高效电热泵取代油炉和丙烷炉、锅炉和热水器通常可以减少总能源使用和能源账单，在许多情况下还会减少排放。
电气化可能是一项明智的投资
当需要更换加热或冷却设备时，高效电热泵或热水器通常可以为寻找经济有效解决方案的房主提供有吸引力的替代方案。事实上，安装电力设备而不是丙烷或石油动力设备所节省的能源和金钱通常可以在相对较短的时间内弥补前期成本，如下表所示:
这些结果是为了用热泵完全取代油或丙烷系统;将现有的石油或丙烷系统保留在原地以提供补充热量的部分更换在经济上不太有吸引力，因为备用系统最终将需要更换。
这项研究补充了之前的一项ACEEE研究研究研究发现，从电炉转换到热泵通常在经济上对消费者有吸引力，就像在有管道或空间供暖能源使用高于平均水平的家庭中，从电基板加热转换到热泵一样。另一方面，另一个ACEEE研究发现将煤气炉转换为热泵的经济效益通常对房主没有吸引力(例如，简单的回收期通常超过10年，尽管在南方腹地较低)。和与他人合作已确定高效的新住宅是热泵的另一个有吸引力的市场。
热泵正变得越来越流行
研究发现，消费者普遍接受热泵，但仍然存在一些问题，包括低温下的舒适度、运行成本、美观、噪音和可靠性。
一些早期推广热泵的项目取得了巨大的成功，而其他项目则不那么成功。缅因州、马萨诸塞州、佛蒙特州和西北部的项目鼓励购买数千台热泵，主要是无管道热泵，目前在西北部无管道热泵的市场份额为13%。最成功的项目倾向于提供实质性的上游激励(给批发商)或中游激励(给承包商)。它们还包括承包商培训和认证，以便正确安装系统。
建议
有意将热泵项目作为支持节能减排目标的一种方式的州可以采取以下步骤:
- 提供推广高效热泵的项目，以取代低效的石油和电力系统，有时也包括丙烷系统。这些努力可以建立在东北和西北地区成功项目的基础上。此外，在新建筑中推广热泵的计划值得重视。
- 为承办商提供正确安装热泵的培训和教育，并为业主提供正确应用热泵的培训和教育。
- 对实际热泵性能进行更多的现场监测，并在此监测的基础上细化性能指标。
- 对寒冷气候下热泵替代补充热量的进一步研究，可以避免在最冷的日子里保留化石燃料系统来补充热量。
- 继续努力开发改进的寒冷气候电导管空气源热泵和燃气热泵。
这些努力可以提高高效热泵在有吸引力的应用中的市场份额，同时更好地了解在技术和程序方面什么可行，什么不可行。
史蒂文·纳德尔(Steven Nadel)是美国节能经济委员会的执行董事。这篇文章最初发表于美国节能经济委员会的网站
15个评论
独特的混合选择-可行和回报?
我听说过有人使用HTP Versa水力太阳能丙烷锅炉系统，但不是将太阳能水系统注入其中，而是通过热泵热水器将热水注入其中，热泵热水器从光伏阵列获得电力(简化了所需的太阳能阵列，降低了安装成本，并提高了可靠性)。根据季节的不同，你可以同时使用它们，或者随着天气变暖，只使用热泵热水器。这与使用丙烷热水器和丙烷锅炉的传统家庭相比如何?该地点位于VT中心，该地点的太阳能等级很高(如果我没记错的话，100分中有65或70分)。
我知道有人有一个11年的锅炉和热水器，想知道这种设置是否适合更换。他们目前每年在丙烷上花费约3000美元(2016年冬季- 1750加仑)，但这也包括烹饪和壁炉的使用，但我想加热和水加热是主要的驱动因素。
对J.M.的回应
赵硕,,
我没有你描述的那种系统的直接经验。但听起来，无论是谁想出了这个解决方案，都是在昂贵的设备上花了很多钱来解决一个简单的问题，而这个问题并不复杂或难以解决。
目的是通过电力提供空间供暖和生活热水，对吧?这就是我们的目标。
最简单的解决方案是通过微型裂缝为空间供暖，并通过(a)热泵热水器或(b)传统电阻热水器提供生活热水。然后，如果场地条件和当地电力设施允许，您可以安装光伏系统以降低电费。这是避免购买昂贵丙烷的简单解决方案。
我认为你永远不会看到足够的电力节省来购买太阳能热系统和一个足够大的空气-水热泵，让空气-水热泵提供空间加热。请记住，在佛蒙特州中部，太阳能热系统在太空供暖季节几乎没有提供有用的热量。
马丁，我不是想
马丁，这个想法不是使用太阳能热系统，而是使用光伏阵列，用它来减少Versa水力太阳能的丙烷使用，通过HPWH。这不是我的家，我不知道他们家庭用水和辐射系统的具体细节，但我知道他们使用丙烷，如果他们有一个独立的系统，11岁的孩子就快死了。
对J.M.的回应
赵硕,,
Versa Hydro Solar的基本价格(未安装的互联网价格)是12012美元．我不清楚使用这个价值1.2万美元的设备将如何提高热泵水收集器的效率。
还要注意，在佛蒙特州，你不能使用热泵热水器来加热空间，因为热水器必须安装在室内，所以它会从有条件的空间中去除热量来制造热水，因为它同时挣扎着用它通过冷却加热器所在的空间而产生的热水来加热空间。
还是不明白
马丁，如果你有一个PV阵列，热泵热水器(COP超过3)将通过太阳间接免费加热你的家，所以你仍然比单独使用丙烷省钱。你全年都需要热水，随着天气变暖，4000 BTU/小时的最大值将是地下室少量的免费AC/免费除湿机，此外，它将消除丙烷的使用，因为你不需要使用，因为热负荷随着季节变化而下降。
此外，你可以以低于9K美元的价格获得最大的单元，80加仑的热泵热水器将使EVT退税后的价格降至10-11K。但考虑到锅炉的使用寿命为15-20年，而这个锅炉已经使用了大约10年，这可能不划算。
http://www.radiantheatproducts.com/store/cart.php?m=product_list&c=128
对J.M.的回应
赵硕,,
你已经为光伏系统和热泵热水器提供了很好的论据——你不需要在这些方面说服我，因为我在评论#2中建议了这些项目。
无论光伏阵列产生多少电，热泵热水器都不能帮助空间供暖。
你没有提供任何支持Versa水力太阳能的证据(除非我特别密集)——这似乎没有必要，即使它的价格是9000美元而不是1.2万美元。
只要热水
只要家中的热水负荷不是来自一个大家庭或持续的高需求，高phw的一些容量可以用于Versa Hydro的太阳能热水端口，通过Versa水箱底部的太阳能盘管进行传热，进行辐射加热。因为热水不会一直呆在热水器的水箱里，这样你的操作效率就会更高。与传统的Versa Hydro相比，太阳能模型的溢价不到1K - 1000美元的溢价回报应该不会太长。
气温上升，大多数人也不会把地下室保持得像房子的其他地方那样温暖。
我同意这不是最经济的解决方案，但如果你不想考虑美国有限的、不那么有吸引力的空气转水热泵，它似乎还是有好处的，因为美国的空气转水热泵也很昂贵，而且BTU容量更有限，尤其是随着温度的下降。另外，你可能还想继续使用已经安装并付费的辐射/底板系统。
嗯……
安装在室内的高压热水机组不能用于空间供热，正如不能使用冰箱进行空间制冷一样。不管你怎么处理从里面流出来的热水，用来加热水的能量来自它所在的房间，而不是提供给它的电力。
需要明确的是，使用光伏阵列为冬季空间供暖的HPWH供电并不比使用光伏阵列为电阻加热器供电更有效(甚至可能更低效)。只是会花费更多。
电率
考虑到纽约地区电价飙升(约25美分每小时——北韦斯特切斯特的供应、运输、税收、费用等)，不确定热泵是如何可行的。
回应温室437号
温室,
的确，纽约的电力成本比美国许多其他地区都要高。这一事实的一个好处是:在纽约安装一个光伏系统，每年比在电力便宜的地方安装同样的光伏系统节省更多的钱。
如果你当地的电力公司提供了一个很好的净计量合同，如果你拥有一个无遮阳朝南屋顶的房子，投资光伏系统的回报要比投资股票或债券高得多。
对J.M.的回应
赵硕,,
你写道:“在冬天，你不会想在只有热泵的模式下使用它。”
事实上，在这方面并没有严格的规定。如果你使用热泵热水器来制造生活热水，许多房主发现他们的机组在整个冬天都在只有热泵模式下工作得很好，与混合模式或只有电阻模式相比，这节省了能源。这在很大程度上取决于热泵热水器所在房间的大小，以及这个房间是否包含其他可能会散发废热的电器。
对于生活热水，热泵热水器是有意义的。对于空间供暖来说，它们从来都没有意义——除非它是一个带有室外压缩机的分体式热水器。
如果你建议你可以使用电阻元件来加热空间，你是对的。(你说的也对，光伏系统将降低这种空间加热方法的成本)。但是为了这个目的而使用热水器——尤其是热泵热水器——是很愚蠢的。如果你想用电阻元件加热你的房子，买一些电阻基板单元。或者，如果你想减少空间供暖的用电量，买一个或两个微型裂缝。
我从未建议HWHP独立运行
我从来没有说过它是独立的，它是与Versa Hydro Solar结合使用的，Versa Hydro Solar有一个“太阳能盘管”，它将接受热量传递来抵消丙烷的需求，而不管热水是如何制作的，比缺乏太阳能盘管的模型至少高出1000美元。如果你必须同时更换锅炉和热水器，考虑到空气转水热泵替换现有辐射/底板系统的有限和昂贵的选择，这个小的溢价可能是有意义的，尤其是在美国。像Sanden甚至Sanden Combi这样的东西会更好，但与室内坦克模型相比，成本是两倍或更多，劳动力/安装成本也明显更高。
我们在兜圈子，J.M.
赵硕,,
我理解你的建议，购买Versa Hydro Solar有一个线圈来传递热量。但这个功能是无用的，除非你有一个热水的来源引入这个线圈。
如果你用电阻元件加热水，你就不需要Versa Hydro Solar，也不需要水箱。你只需要一个电阻加热器。
如果你用传统的HPWH加热水，它是行不通的，因为HPWH会从室内偷走热量来加热水。
我们都同意可以使用桑登空气-水热泵(花费巨大)，但你直到评论#13才提到桑登的想法。
最后，我在评论#2中建议的微型裂缝解决方案比Versa Hydro Solar和Sanden air- for -water热泵解决方案便宜了数千美元。
马丁，你说的新
马丁，你所说的新建筑是正确的，但一个有两层现有辐射和踢脚板的房子，一个现有的丙烷锅炉，它可能很难让人们放弃辐射，至少期望感知和/或真正的舒适。去掉baseboard可能更容易让人接受。我也不知道涉及的BTU/hr的数量，但我猜这将意味着3-4个热泵来取代我所说的更大的辐射/基板系统，然后拟议的Versa水力太阳能可能比购买大量寒冷气候的空气对空气热泵更便宜。只有电阻的热水器在非供暖季节没有任何好处，但会省钱，运行更安静，更可靠。
HPHW
Lance，大多数HPHW都有几种操作模式，可以根据季节和需求进行调整，所以是的，它们仍然会节省丙烷的使用，因为它们不是唯一的HP热水器。你不会想在冬天只在HP模式下使用它。
“热泵
此模式将与热泵加热
操作时不会使用电加热
在典型的供暖和需求周期。
此模式恢复较低，但可以将恢复最小化
功耗。
节能-工厂设置模式
航运。
这种模式优化了热泵和电力
热量，导致低功耗
高回收率。
高需求
该模式具有最高的恢复能力
同时还能节约能源。
热水器操作热泵和电力
同时加热。
电
这个模式将与电加热
抵抗元素。”
仅仅因为这不是一个简单的解决方案，并不意味着混合动力车不值得考虑。
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