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绿色建筑的博客

地源热泵并不节约能源

地源热泵有时被视为一种神奇的技术,可以提供无穷无尽的环保能源。只有一个问题:地源热泵并不一定比传统的家庭供暖系统更节能。

**Henry Gifford**是纽约市的一名能源顾问。他的网站是www.henrygifford.com

要了解热泵是如何工作的,想象一下用你的冰箱在整个冬天保持厨房温暖。比方说,你从后院的井里抽出一桶55度的水,把它放进冰箱,把它冷却到50度。因为从水中带走的热量从冰箱后面的盘管中逸出,你刚刚把热量送到了厨房。如果你厌倦了用新的55°水替换50°水的桶,你可以安装一个泵来循环水进出池塘。

用一个足够大的水泵和一个足够大的冰箱,这种方法可以让你的厨房整个冬天都温暖。地源热泵的工作原理与此类似,只不过它的制冷能力更大,并通过管道或散热器输送热量。

热泵能节省化石燃料吗?

问题是,虽然地下水中的热量几乎是无限的,但用于运行水泵和制冷装置的电力却不是无限的。对于一个真正节约化石燃料的热泵来说,它向房屋输送的热量必须大于它所使用的发电过程中所消耗的热量,包括运行水泵所使用的电力。

在发电厂燃烧化石燃料并通过电网运输的效率约为31%。如果你在家里用一个好的密封燃烧锅炉或火炉燃烧化石燃料,年效率可能会达到92%——几乎是效率的三倍。

一个每消耗1瓦电就能输出3瓦热量的热泵,据说其性能系数(COP)为3。与燃烧天然气或燃料油的优良(甚至不是超级高效)锅炉或炉相比,如果热泵真的要节省燃料,这大约是必要的水平。

别忘了把水泵的能源消耗考虑在内

大多数地源热泵由其制造商额定的供热COP约为3.5至4。但有一个问题:COP评级不包括水泵使用的能源。由于泵的尺寸和耗电量在安装过程中差异很大,因此不进行测量就不可能知道实际系统的COP。但是,一般来说,当泵使用的电力被添加到图中,COP可能会下降到3或更低,这意味着热泵实际上比熔炉或锅炉使用更多的化石燃料。

令人惊讶的是,显然从来没有一项美国研究测量随机选择的住宅地源堆泵的COP。一项接近的研究(“五个地热系统的测量性能”,NAHB研究中心,1999年11月)是为地源热泵联盟准备的——肯定不是一个中立的组织。研究的热泵不是正常的装置:空气处理鼓风机有非常高效的电子换向电机(ECM,这在1999年很罕见,在今天就不常见了),管道是用PVC管胶结在一起的(几乎没有泄漏)。即使在这些最佳安装情况下,热泵也只能产生略高于3的COP值。

换句话说,与在建筑中燃烧化石燃料相比,该行业所能想出的最佳安装方案几乎没有节省任何能源。这些测量是为了新装置;经过几个月的使用,地下水会冷却下来,进一步降低COP。

因为地源热泵可能比安装一个好的锅炉或火炉使用更多的化石燃料,绿色建筑不应该将热泵视为可再生能源。记住,减少建筑所需的能源总比寻找新的能源要好。

阅读相反的观点

41岁的评论

  1. 罗伯特·阿尔夫||# 1

    地源热泵——现在成本低,很快就能节约能源
    亨利的观点很好,但很少有人会想到。这只是指出,如果没有详细的分析和与其他选项的比较,没有任何一个选项是有意义的。我认为GHSP至少对我在MN的一些客户是有意义的。在亨利的观点基础上加上以下几点,至少可以为我的一位客户提供一个完整的情况:
    *我们在MN的电力来源燃料不是100%的化石燃料,所以效率评级可能高于31%。我们(在我看来很遗憾)除了煤炭,还有很大一部分是核能,所以我们假设我们的效率接近40%-45%
    *我的客户详细的使用分析显示每年节省能源成本1200- 1500美元…是的,部分原因是由于电力公司削减了电价,所以在联邦税收抵免之后,该客户有5-7年的粗略回报,并且将永远不会用完丙烷燃料(在我们寒冷的气候下非常令人沮丧)。
    *该客户计划在5年左右的时间内安装太阳能光伏发电系统来提供大部分电力。GSHP和相关的税收抵免将有助于更快实现这一目标

    总的来说,这意味着对于一些客户来说,从能源和财务的角度来看,地源热泵与光伏相结合是一个非常强大和可持续的选择。由于PV在我们地区的回报相对较长,与GSHP的合作有助于跨越这一障碍。

  2. 特里斯坦·罗伯茨||#2

    不是苹果对苹果
    亨利,我同意电网发电的平均效率是31%,这应该被考虑到地源热泵的评估中。然而,你们似乎没有给现场燃烧的燃油同样的待遇。你假设密封燃烧锅炉燃烧燃料的效率是92%,但是用来输送燃料的能量呢?你能给我们一个比较吗?

  3. 杰夫白||# 3

    减少需求
    亨利说得很有道理。
    “记住,减少建筑所需的能源总比寻找新能源好。”

    我告诉我的客户,减少需求是最好的,也是最重要的。我经常看到需求减少从来没有出现在他们的清单上。我们提供超级绝缘的热围护结构,可以减少一个给定的家庭或建筑的需求50%到70%的常见做法。这种收获只来自于我们的过程。如果我们特别注意门窗,我们可以进一步减少需求。每个人都应该埋头于减少需求。

    看到聪明人在他们的墙壁和天花板上安装R13电池或回收新闻印刷,然后花大笔钱购买太阳能或地源热泵系统,我简直要疯了。我们都知道传统的绝缘系统是不可持续的。即使是我们测试的新房子(5年)通常都是耗电大的,人们也不舒服。用超级隔热的房屋很容易解决这个问题。记住,超级绝缘的房子比一种新能源更节能、更舒适。

  4. 詹姆斯•摩根||# 4

    有限的角度?
    亨利关于地源热泵的观点在一定程度上是有道理的,如果你a)只看加热循环,b)假设电力是化石燃料产生的,c)只与化石燃料锅炉的效率比较。我想对于一个纽约居民来说,这不是不合理的假设。但在这个国家的其他地区,其中一个或多个参数可能有很大的不同。举个例子,在北卡罗来纳中部我们的住宅能源使用中,空调所占的比例和供暖循环一样多。尽管空气源热泵是这里最常见的供暖和制冷设备,尽管它们的节能程度甚至低于地源热泵,但杰夫的观点更有道理。在几乎任何地方,通过专注于更好的绝缘(和更小的)房屋来减少负荷,都比烦恼于能源效率的边际差异更有经济和环境意义。

    我想补充的是,由于天然气和取暖油都不会永远可用,而且对于生物燃料爱好者来说,这些燃料的可扩展的碳中和替代品甚至还没有出现,因此很难有理由将化石燃料作为长期可持续的解决方案。

    与此同时,可再生的非碳电力资源正在迅速发展。

  5. Brian Haugk, MS, PE||# 5

    工程师在哪里?
    COP是指热泵每消耗一单位电能所获得的供热单位数。为了减少碳排放和取暖成本,我们可以计算出使用热泵在经济和环境上都有意义的COP值(盈亏平衡点)。在盈亏平衡点时,每千瓦时单位燃气的二氧化碳排放量(0.193千克/千瓦时)除以冷凝锅炉的效率,等于每千瓦时单位电力的二氧化碳排放量(0.432千克/千瓦时)除以热泵的效率(COP)。因此,排放的盈亏平衡点(假设冷凝锅炉效率达到90%)为:

    0.90 * (0.432 / 0.193) = 2.24 cop

    因此,如果地源热泵COP大于2.24,则其碳排放比凝汽式锅炉要少,并且有更高的制热输出。随信附上一张来自生态部门的图表,根据热源来源的不同,每个公用设施都是不同的,有不同的公斤/千瓦时。我同意泵的能量不包括在内,但这种影响与热泵本身相比是非常小的。如果设计得当,大多数地源系统的供热效率都在4.0 COP范围内。需要考虑如上所述的冷却,以及与火炉一起使用的分离系统的冷却通常在12 SEER范围内,而地源在20+ SEER范围内。

    一个在西澳州的简单比较,那里的能源成本仍然很低,但天然气和电力的比较是相似的:

    单位MMBtu/单位Lb CO2/MMBtu成本/单位
    电千瓦时0.003413 322 $0.075 (0.063)
    天然气Therm 0.1 117.08 $1.100 (0.87)

    下面是冷凝锅炉、地源热泵和(第三种选择)产生1,000,000 Btu热量的风冷热泵的比较。这三种都被认为是产生低温加热水(因此,对于辐射系统)。

    供暖技术(COP)每百万英热磅二氧化碳供暖方案每百万英热美元千瓦时每百万英热
    冷凝锅炉0.95 123.24 $11.58 308.42
    地面源惠普3.2 100.63 $6.87 91.56
    风冷HP 2.3 140.00 $9.55 127.39

    地源热泵的季节效率占了地回路的抽水,但可能较低,为3.2。

    结论:
    1.从当量碳产量的角度来看,地源热泵较好。
    2.地源热泵的运行成本降低40%。
    3.相比之下,地源热泵所消耗的能量不足1/3。

  6. 约翰•霍兰德||# 6

    COP不是故事的全部,
    亨利,
    好的文章,
    我参加了您在ACI会议上关于“高的东西,高的事情”的会议;电梯,泵,通风等。这是我那周参加的最好的会议。

    12年前,我们的电气COOP说他们会给我降低电费,换掉我们80%的燃气强制空气炉,换上一个空气对空气热泵。所以他们设置了一个单独的仪表,并连接热泵压缩机,当安装人员开始离开时我说空气处理程序鼓风机风扇电机会运行更长时间吗?他说:“不,那是按你们的固定费率计算的。”说到底,这并没有节省多少钱。许多言语游戏,甚至更多的是利益驱动动机。我不是说热泵是一个坏主意,只是在你带着你的项目储蓄去度假之前了解所有的事实。

    一些最好的节约能源的方法不需要一个盒子或销售人员。

    约翰

  7. 史蒂夫||# 7

    Moo !
    天啊,亨利,你很快就可以用你正在屠宰的圣牛来装饰你的整个客厅了。

    说真的,谢谢你冷静而理性地看待地源热泵。我注意到你从其他评论中得到了相当多的批评,但对我来说,我很高兴看到生动和积极的讨论。当一个想法或一项技术以无可指责的方式呈现出来,然后进行讨论,甚至是学术辩论时,我真的很难受。我很高兴你把这件事和在新建筑中使用地暖的问题都告诉了我。

  8. 匿名||# 8

    再保险牛叫声。
    非常感谢Brian Haugk用深入的评论反驳了一篇不完全准确的文章。很高兴看到实际的数据和证据汇集在一起,我们的生活也因此变得更好。

    作者在关于电力来源和效率的问题上做了许多逻辑和信仰上的飞跃。他还忽视了替代方案的全貌。所有这些都提出了一些好的观点,我们应该基于每平方英尺的一次能源使用来比较系统,并暗示生命周期的外观是正确的外观。作者没有提到,平均热泵的20年以上的寿命是两个10年左右的煤气炉的寿命。但是为什么要进入那个....

  9. 利昂·科瓦尔斯基||# 9

    泵,shmumps !
    1999年的数据有点过时了,你不觉得吗?

    目前的土工热泵通常有ECM鼓风机和
    (ISO/ARI 13256-1)低速COP额定值为4.7 - 5.1
    操作,低速4度全速操作,有一个入口
    水温32华氏度(ISO/ARI要求)。

    泵:典型的闭环地球循环泵负责
    对于8%到12%的电力消耗增长——和原来一样
    减排COP. ...8%到12%之间。泵,shmumps !

    ...顺便问一句,你那台天然气空调用得怎么样?

  10. bgsr||# 10

    地热
    嗯,在纽约,一千瓦时为19美分,即34500 btu为1.90美分,103000 btu为5.70美分,“100%”有效
    油2.89为137,000 btu, 86%的效率- 117,800 btu
    由于geo(hydron的cop是4.3,但我将使用3.0)是充分考虑KWH成本6美分每千瓦时,或60美分为34500 btu或1.80美元为103000 btu
    大多数人忘记的是“米老鼠”安装承包商,他不会拼写手册“j”
    一个由目前训练有素的承包商系统真正设计的系统会带来所有的不同——一个靠“我们的裤子”安装的糟糕的天然气系统。不能打败石油,甚至风冷热泵----我把地质系统比作所有承包商都经历的能源管理“阶段”。我在60年代一直在研究水冷(地热)系统,直到水危机——嗯,我们从哪里得到现在的洪水....

  11. 生锈的别克||# 11

    我只是个学生
    我只是一个学热力学的学生,但我得出了一些不同的成本计算,运行一个COP为3.0的地源热泵与使用95%效率的天然气炉/锅炉的成本。下面我计算了每种方案产生100,000 BTU热量的成本。电费是$。每千瓦时107美元,一个热水器的成本是0.79美元这是科罗拉多州的平均价格。

    如果我说错了,请指正!

    炉/锅炉- 10万btu /输入所需=95%输入要求=105,263 BTU。105263 btu = 1.05千卡。1.05热水壶售价0.8295美元

    gshp - 100000 btu /需要输入= 3警察。需要输入33333 BTU。33333 BTU /(3413英热单位/千瓦时)= 9.77千瓦时。9.77千瓦时价格为1.05美元。

    看来对我来说还是烧汽油更便宜。当然,这并不是所有的情况,如果你能在现场产生足够的电力,地源热泵可以在寒冷的气候中实现零能耗。

  12. 泰德·克利夫顿||# 12

    吉福德是个瞎子白痴!
    首先,新建的天然气发电厂的平均效率接近60%,而不是31%。由于我们主要谈论的是新建筑,我们需要比较新的能源来源,而不是为现有住宅服务的老式系统。美国传输线的平均损耗约为6.5%,因此输送到房屋的净能量效率约为56.1%。即使是效率最低的地源热泵,即使包括水泵,效率也接近400%,所以地源热泵使用天然气的效率约为224%。用火炉或锅炉都达不到这一点。
    其次,我们应该只使用天然气作为一种发电的方式,作为一种暂时的方式,以克服目前环境友好的发电方式的短缺。热泵本身并不会导致全球变暖,它只是将热量从一个地方转移到另一个地方。一旦我们能够通过其他方式发电,就应该把天然气作为移动电源,而不是浪费在为家庭提供热量和电力上。我们很快就需要我们能找到的所有天然气来为汽车、卡车和飞机提供动力。

  13. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 13

    Ted Clifton的回复
    泰德,
    1.请避免对博主或在GBA上发帖的人发表贬损的个人评论。如果您继续使用贬损性语言,GBA将需要删除或编辑您的帖子。

    2.你弄错了住宅地源热泵系统的COP。关于这些系统的最佳数据发表在2008年4月的能源设计更新

    对康涅狄格州一个系统的监测显示,一座房子的系统COP为3.5。这是一个水炉地源热泵,被制造商吹捧为COP为5.0。

    来自佛蒙特州三所房屋的数据显示,三种不同的地源热泵系统的平均系统cop为2.75。根据制造商的说法,安装的gsph的平均cop是4.0。

    监测到的COP总是低于宣传的COP的原因是制造商排除了从他们的实验室COP测量泵送能量。

  14. 哈利Applin||# 14


    最初的争论是地源热泵的电力成本。运行空气动力系统或水循环系统所需的电量与地源热泵相差不大。最大的区别是,所有其他系统都使用另一种能量形式来加热和冷却。因此,真正的区别。现在采用太阳能供水系统和太阳能电池板,整个系统就离线了。即使价格上涨,也没有取暖和制冷成本。没有二氧化碳。当然,一个隔热良好的房子和新的真空密封窗户和系统将达到COP 5

  15. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 15

    回复Harry Applin
    哈利,
    1.你建议使用太阳能水系统和太阳能电池板(太阳能热板?光伏模块?很难说)为“离线”房子。这和离网的房子一样吗?

    无论是太阳能热系统还是光伏组件,都不能很好地满足离网住宅的空间供暖需求——因为当你最需要阳光的时候,却没有多少阳光,而且电池也不能长时间储存电能。

    2.那些测量过地源热泵系统COP的人,从来没有能够测量COP高达5的系统。2.75到3.5的cop要现实得多。

  16. 德克- BPI认证||# 16

    那空气源热泵呢
    为什么谈论的只是“地源”热泵。空气源热泵正在大量出现,用于加热家庭热水(我妻子称之为冷水机——我承认,我认为她是对的;我们不加热热水。)我跑题了。像挖鼹鼠一样挖这些长洞似乎工作量很大,还会带来其他问题。我在缅因州,我认为我可以看到合理节省矿物燃料加热器。但对于阳光明媚的加州人来说,把一台放在车库里(就像他们经常做的那样)似乎是一件无需思考的事,对吧?我有一个家人住在弗雷斯诺,他在车库里忍受着华氏100度的高温,白天一直持续到晚上。在那种情况下挤出热水应该不难吧?

  17. 匿名||# 17

    你好,
    谢谢你

    你好,

    谢谢你提供这个论坛。

    我只是想补充一些观点并提出一些问题。
    我最近接管了一个房子,它有一个接地源闭合垂直循环系统。房子和谷胱甘肽系统建于1990年,在那个时候,我想,它是领先于那个时代的。房子很大,有几个热交换器。其中一些在20年后就开始失效了。这些单位由空军司令部制造。我猜他们已经倒闭了。知道哪里能弄到零件吗?值得更换压缩机吗?
    有人建议我更换一些部件。谁制作的单位最好?
    我确实和WaterFurnace的一位代表谈过,他们告诉我,他们的机组寿命预计为12到16年。在我的印象中,传统的煤气炉的使用寿命要比这长得多。我的假设错了吗?
    我想知道这些系统是否需要更多的维护和维修,因为它们的复杂性。这不会改变能源平衡的讨论,但它确实会影响财务计算。我很想把这套系统换成煤气炉,从此不用空调生活。
    正如他们在科技领域所说的,“有领先的和流血的边缘”,我只是不确定我在哪一个。

  18. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 18

    回应匿名
    匿名的,
    你提出了一个很好的观点:“我想知道这些系统是否因为它们的复杂性需要更多的维护和修理。这不会改变能源平衡的讨论,但确实会影响财务计算。”

  19. 鲍勃·科尔曼||# 19

    DX系统
    DX地热系统是否在其官方COP数据中包含泵送电力?
    似乎他们也会这样做,这意味着DX系统可能会像宣传的那样运行

  20. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 20

    Bob Coleman的回应
    鲍勃,
    据我信任的测量过COP的人(马克·罗森鲍姆和安迪·夏皮罗)说,制造商的数据是不可靠的。

    我不会相信任何制造商的数字,除非它们经过独立第三方的核实。

  21. 鲍勃·科尔曼||# 21

    DX号码,验证?
    Martin,我假设使用ASHRI(sp?)规格的数字来做他们的评级

    我想我的问题是,工业测试是否考虑到DX地热系统的抽水功率使用?阅读他们的测试规范文档是很难确定的。似乎泵制冷剂通过地面管紧密集成到系统中,所以我不确定他们如何排除它,就像水基系统排除水泵通常是外部的主系统。

    似乎DX系统评级可能会交付的承诺与一体式盒子后,你调整有关你的家的数字相比,测试使用的标准模型

    另一方面,空气源热泵制造商在考虑加热要求时并不诚实,所有公布的数据都使用45度的室外温度。我家里的电器、尸体和狗都可以在没有任何帮助的情况下保持足够的温度;)

  22. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 22

    Bob Coleman的回应
    鲍勃,
    我不确定DX泵送能量的问题,但我同意你的分析。很难排除制冷剂循环所需的泵送能量,因此我假设已公布的COP数字中包含了该能量。

    据我所知,所有的空气源热泵制造商都会在各种室外温度下提供COP规格。我知道三菱网站提供的cop可降至-5华氏度,或者-13华氏度。

  23. 鲍勃·科尔曼||# 23

    mits公司网站
    是的,我看到mits贴出了3款slim的COP数据,但其他的都没有

    使用能源部门工具,这些模型的高HSPF下降了2.5点左右,很容易将COP数字推低到2。我假设一些额外的功能,如空气过滤包括在这些费用中,如果你想要它是不错的。

    地热也有“免费”热水
    我猜日本人使用的是即时热水器,所以mits和其他人就不会增加废热捕获能力

    再次感谢您的见解

  24. 瑞安Carda||# 24

    最终使用vs源效率
    早在1993年,美国环保署发布了一份报告(报告430-R-93-004,空间调节,下一个前沿),他们将地源热泵称为“当今最节能、最环保、最具成本效益的空间调节系统”。

    虽然这句话在当时是正确的,但在今天更加正确,因为地源热泵技术在过去20年里取得了突飞猛进的进步,而基于燃烧的供暖系统在一年前就达到了它们的最高效率。

    报告中所作的所有比较都是以能源性能为基础,其中考虑到能源使用所有阶段的损失(包括发电和分配损失)。

    虽然制造商的性能数据确实没有考虑泵的能量使用(这通常相当于总系统能量使用的平均8-12%),但设备的cop远高于3.0-3.5。只有R-22设备(现在已经没有了)在加热模式下COP值这么低。

    我住在SD,那里气候非常寒冷,我们有很多装置,有实际的能源使用数据,即使考虑到泵送能量,也可以显示总系统cop高于3.5。

    发电方法将继续改进,部分原因是由于环保局通过的要求,也由于我们希望作为一个国家减少对外国石油的依赖。与其他替代方案相比,这一事实只会提高地源源的效率。

    环保署的报告可以在我的网站上下载。你可以自己去读:

    空间调节,下一个前沿(PDF)

    附注:DX系统不循环水通过地面,而是运行制冷剂直接通过铜线圈埋在你的后院。该系统没有泵送成本,但地源热泵中的压缩机必须付出更大的努力,使制冷剂通过机组本身循环,通过接地线圈排出,然后返回。DX系统有它们自己的一组问题要处理,并且由于所涉及的风险,没有在行业中主要使用。

  25. 斯科特•史密斯||# 25

    我们的经历是不同的
    这篇文章现在有点过时了,但我最近测量了我的3吨地源热泵的COP,第一期(机组于2011年安装)12月的COP为4.3。根据安装程序的计算,该系统的平均COP为3.9,所以在我看来,这是一个可信的数值。美国能源情报署(EIA)在其网站上估计,纽约州平均每个家庭的所有能源消耗为103 MBtu。我们位于纽约州北部的170年的老房子在过去的12个月里使用了43 MBtu(主要是因为热泵)。我们购买所有的电力作为风能。所以我不得不尊重地不同意上面的博客。地源热泵确实在现场节省了相当多的能源。根据能源来源的不同,都可以节约能源。无论如何,即使使用我们在纽约的混合电网,在像我这样的家庭中,地源热泵将比市场上的其他供暖选择节省能源。

  26. 丹尼斯Schindler-Thomsen||# 26

    效率/成本
    我看到这个线程有点老了,但我还是会给它一个机会!

    我打算扔掉我的旧油炉,并希望找到一种更可持续的解决方案,而不是依赖化石燃料。我已经有几个承包商出去估计在我的财产安装地源热泵系统,我有点犹豫要不要采取这一步。

    我有几个问题,希望有人能帮助我-最重要的是运营成本!

    我住在纽约长岛,那里的电费大约是21美分/千瓦时!我们住在1934年的一个普通的家庭房子里,绝缘和漏水都很差。我计划尽快修复-在任何其他事情之前!

    到目前为止,与我交谈过的地源热泵承包商不能给我提供一个似乎足够可靠的能源消耗估计——我只需要知道在我的区域/房子里运行地源热泵系统将使用多少千瓦时。

    我让其中一个承包商给我做了一份非常详细的房子分析,考虑到泄漏和绝缘将要完成,他提出,运行地源热泵系统的成本将与运行一个燃气/常规交流组合系统的成本大致相同。我已经安装了中央空调和燃气,这些天安装和运行起来似乎很便宜,安装一个地源热泵系统的成本3万多有点吓人!

    我该如何处理这种情况?我的电费贵到对我来说根本没有意义吗?

    其次,正如之前的一篇文章所指出的,系统安装的质量真的很重要!周围没有很多GSHP安装程序,所以很难得到好的参考,因为几乎没有人知道这种“新的神奇能源”!

    最后但并非最不重要的是,当运行石油/燃气炉时,很容易获得维护合同!没有一个地源热泵承包商愿意提供这种服务。当被问到这个问题时,其中一人甚至说它不需要,因为它从来不会坏!这对我来说意味着麻烦与特定的承包商,因为这似乎是一个快速打了就跑的交易对他来说!

    所以我想,我所有的问题可以在某种程度上总结为在我的地区(大纽约/美国东北部地区)运行地源热泵系统的运营成本和地源热泵系统的维护需求/质量。

    我一直在网上到处搜索,有很多信息,其中很多是如此矛盾,我不知道该相信什么!

    提前谢谢!

  27. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 27

    回应丹尼斯辛德勒-汤姆森
    丹尼斯,
    简单地说,如果你目前可以使用天然气——一种廉价的燃料——那么改用21美分/千瓦时的地源热泵就不可能节省3万美元的设备投资。不要这样做。

    承包商无法估计你的能源账单的一个原因是,你有一个“1934年的房子,绝缘性能很差,漏水很严重”,你“计划尽快修复”。

    运行一个“1934年的绝缘和漏水非常差的房子”所需的能源与运行一个“固定的”房子所需的能源大不相同。在你把房子修好之前,没有人能知道你会把它“修好”得有多好。

    所以,先把它修好,然后也许承包商可以进行手动J计算,估计你的供热和制冷负荷。

  28. 丹尼斯Schindler-Thomsen||# 28

    税收抵免等等……
    谢谢马丁-非常感谢!

    这就是我所担心的——它不具有成本效益!

    但考虑到我确实想要修复绝缘和漏水问题,而且是同一个承包商来执行这个任务,这应该让我有信心,即使整体结果不好,也应该是那个承包商来修复它……不管是什么问题…

    也就是说,有大量的税收抵免和补助金,这将使系统的初始成本降低到大约三分之一/1万- 1.5万-仍然是天然气转换的两倍,但更易于管理。这仍然是一个糟糕的选择吗?

    我试图得到一个实际运营成本的kWh的想法,我似乎是短,无论我看。我知道有很多因素需要考虑,但一定有一些信息在某处。

    再次感谢马丁-非常感谢!

  29. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 29

    回应丹尼斯辛德勒-汤姆森
    丹尼斯,
    如果你想要你的问题的具体答案,没有什么可以代替做数学。

    你需要为你的改造工作设定密封性目标,你需要为你打算的绝缘改造工作提出规范。然后你需要雇佣一个有鼓风机门的承包商,他可以执行工作,并且可以达到要求的气密性目标。

    如果你能做到这一点,那么你就需要雇佣一个能源顾问(或HERS评分者)来进行手动J计算(热负荷和冷负荷计算)。手册J的结果可以用来估计你使用天然气或电力设备的年度能源账单。当你有了这些信息,你就可以决定如何进行了。

    或者你也可以凭直觉行事——这也是可以的,只要你有一个知识渊博的承包商。把房子收拾好,绝缘好,你的状态就会好一些。我想你会发现天然气很适合你。

  30. 丹尼斯Schindler-Thomsen||# 30

    好的忠告啊!
    再次感谢!

    这就是我要做的!绝缘和气紧再定!

    再次感谢-非常感谢!

  31. Fortunat穆勒||# 31

    热泵是解决方案的一部分
    在我们缅因州的气候中,我对地源热泵的住宅应用很感兴趣,因为我认为在一个建造良好的房子里,我们几乎不可能证明我们的成本是合理的,因为我们的冷却负荷是如此的适中。但总的来说,我确实喜欢热泵,原因很简单:
    我可以从屋顶发电。这很容易,可靠,甚至有人会说便宜,每天太阳出来的时候都会发生。无论我做什么,我都不能从屋顶上制造石油、丙烷、NG甚至是颗粒。
    我认为热泵是可再生能源的推动者,如果不是可再生能源本身的话。

    ~ Fortunat
    http://www.revisionenergy.com

  32. 罗杰威廉姆斯||# 32

    节约能源及“补助金”
    我们收紧了我们的迷你住宅,大大减少了我们的热负荷。我们安装了一台能在零下26度工作的三菱热泵。喜欢热和冷很多。我得到了几个太阳能DHW报价6000美元。即使有2500美元的拨款,也不可行。现在我找到了一个安装成本为4000美元的系统。这一定很有趣,但是这个程序只能访问一次,所以我们运气不好。税收抵免对低收入人群不起作用.......我们不交所得税,只交13%的购物支出和一连串的能源税

  33. 拉塞尔·希金斯||# 33

    需要算一下
    我研究地源热泵已经很多年了,如果你想要我的数学知识,请访问我们的RoughDesigns.com。简而言之,原文的问题是:
    1.31%是电网电力的最差效率,你需要查一下你所在的州是多少。
    2.不考虑额外的精炼、冬季混合、运输、通过燃烧化石燃料的车辆使用的能源(对于天然气来说,管道中嵌入的能源和碳,保持天然气流动的持续能源,维持数百万英里的邻里分布,从大到小的泄漏造成的损失,以及我们拥有的最危险燃料的风险)。
    3.设计糟糕的地源热泵系统vs设计良好的地源热泵系统,化石燃料供暖也是如此。你不能把最坏的属性用在GSHP上,而把最好的属性用在最昂贵的完美安装和维护的天然气炉上。
    4.美国军方是世界上最大的地源热泵部署者。仅在一个基地上就有4000个垂直循环地源热泵,美国军方认为在任何交流电主导的环境中,这都是轻而易举的事。
    5.欧洲,尤其是瑞典,严重依赖地源热泵系统,并在此基础上豪赌,以实现他们(比我们)更雄心勃勃的气候目标。这里和这里的物理定律一样。

    我在替代能源领域工作了30多年,早期的地源热泵——使用现成的设备为办公大楼降温,连接到纯粹基于理论数学的接地环——令人失望。就像我的头发一样,那些时光早已远去。在一个设计良好的系统中,变速地源热泵将产生4 +的COP。研究你的安装程序,选择一个客户知道你的系统像宣传的那样工作的安装程序。地源热泵对于现在的新建筑来说是一件轻而易举的事,如果你能有效地重新利用你的内部分布,就可以进行改造。
    最后一个评论——Elec可以并且正在通过风能和太阳能生产,通过电网分配,降低传输损失,每天都更便宜(查看我的网站,了解化石燃料的定价是如何固定的),这些是我们唯一容易扩展的绿色能源。

  34. 安德鲁•科尔||# 34

    地热热泵系统
    由于地热水热负荷,热泵的好处是由于较高的负荷温度(地面55华氏度)而产生较高的吸入压力。这将提供大部分的好处,特别是在较低的室外温度。同样有益的是,如果使用VSD冷凝风扇(蒸发器),那么较低的风扇速度(可能根本没有风扇)是可能的,更不用说不必使用线圈除霜。这些收益将超过循环用水的损失。

  35. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 35

    回应Andrew Cole
    安德鲁,
    没有人否认地源热泵比空气源热泵有明显的优点。地源热泵的问题是,设备和安装成本如此之高,以至于很难证明这些系统适合单户住宅。

  36. 雷•穆勒||# 36

    文章发布于2009年4月6日Henry gifford: GSHP
    是的,这是一个老线程,但仍然值得评论!
    开场白的另一种表达方式是:一个设计和安装得当的地源热泵系统将为房主节省能源,但未必能为电网节省任何能源。可以加上一个限定词,例如:运行地源热泵的总能源需求取决于电网的效率以及地源热泵系统的设计和安装情况。可以添加更多有用的信息,如:随着电网变得更高效,发电厂的输入减少,这最终意味着我们都可以使用更少的资源来操作我们的灯泡、冰箱和地源热泵。此外,还增加了这样的措辞:减少发电厂使用碳基燃料会增加使用地源热泵对环境的积极影响。这样的措辞可以让读者更好地理解,问题不在于地源热泵技术;问题在于低效率的碳基电网!

    恕我直言,作者在文章中提出了一个潜在的误导(因为它是基于一个场景),如下所示:

    “但是,一般来说,当泵使用的电力被添加到图中,COP可能会下降到3或更低,这意味着热泵实际上比熔炉或锅炉使用更多的化石燃料。”

    这种说法可能是正确的,但不一定是正确的。我住的地方不是这样的。这取决于房主的电网的碳密集度和效率。如果电网完全以碳为基础,并以30%的效率运行,而地源热泵的COP就像前面提到的那样,那么是的,地源热泵可能比安装一个锅炉使用更多的化石燃料(然而,没有考虑到空调,使用地源热泵技术比传统冷凝装置更有效,这再次有利于地源热泵)

    各地电网能源的碳强度差异很大。所以我认为这个网站向读者指出这一点是很重要的,同时也指出了一个事实,即这里的问题是电力生产,而不是地源热泵技术。这并不是说“最终”可能会有严格从环境角度出发的司法管辖区,最好安装一个锅炉(如果你没有安装空调)。但建筑商和业主应该了解问题在哪里,这样他们在做出选择时才能更充分地了解情况。

    然后是地源热泵的运行成本与其他一切的问题,这是一个不同的主题与能源节约和环境影响。

    我认为同样值得一提的是,地源热泵在世界各地已经取得了广泛的成果,从节约资金方面非常出色,因为在没有天然气的地区,地源热泵可能是最便宜的家庭供暖方式,到性能不佳的系统,不能正常工作。我自己的系统在秋季的第二阶段的SCOP是3.6,在春季的第一阶段是2.9。SCOP(系统COP)包括一切!泵,鼓风机和压缩机。我住在加拿大安大略省,从昨晚午夜到今天中午,我的电网只有9%的碳基电力。
    看到http://canadianenergyissues.com/2013/09/12/carbon-content-of-electricity-some-cross-jurisdictional-comparisons/从午夜到今天中午,我的电网电力中“可再生能源”的总含量是30%。
    就目前天然气的低成本而言,请记住,在过去十年中,天然气的成本有时比现在高300%,而且它不像电价那样受到控制。
    决定是否采用地源热泵的关键在于:1)地面能源的质量和数量2)地源热泵的大小正确3)供暖/制冷分配系统的设计和安装最佳。4)找到一个合格的承包商来完成所有这些工作。5)根据安装成本来评估回报,并假设电网电力的通胀率为通胀率+ 1%或2%。给化石燃料同样的通货膨胀率,不可否认,这种未来价格猜测只是这样,但我们还能做什么呢?没有人知道任何东西未来的成本。然而,更确定的是,在不久的将来,房主将有能力在现场有效地生产和储存一部分或全部的电费。这就是为什么我安装了我自己的地源热泵,这就是我在给我的客户提供所有加热和冷却选项的建议时向他们解释的(我也出售)。

    就地源热泵的“绿色”和使用“可再生能源”而言:我的系统非常“绿色”,因为我从电网获得了少量的碳基电力。就我的地源热泵使用可再生能源而言,我目前(10月下旬)将一个单位的电网电能输入到我的地源热泵中,并在第一级从地面获得2.5单位的电能,这意味着我在第一级每输入一个单位就获得3.5单位的电能= SCOP 3.5。第二阶段的SCOP是3.6。在春季,我从地面获得1.9单位的能量每1单位的电网电力我在第一级输入到我的系统中,这再次意味着我的SCOP是2.9。在春季,我在第二阶段获得了3.1的SCOP。SCOP的差异是由于春季地面温度较低。对我来说,主要的替代方案是石油、丙烷或电阻取暖,因为我所在的地区没有天然气。当我计算我的地源热泵冬天使用电阻时的BTU更换成本时发现,使用与地源热泵竞争的“最新和最好的”产品时,丙烷的更换成本增加了330%,丙烷的更换成本增加了一倍,石油的更换成本增加了250%。所以在我的情况下,地源热泵为我节省了很多钱,它非常“绿色”!是的,与地源热泵相比,天然气的成本要低40%。 But it’s not an option for me and natural gas wouldn’t give me any decent A/C. I produce much less green house gases using my GSHP to heat my home with compared to using oil, propane or natural gas (even if NG were an option). People in the HVAC business that are doing well and know a lot about GSHP’s and live in areas without natural gas or if they have land, they tend to choose GSHP’s. Why do think this is so? It’s because of the year round comfort and the cost effectiveness and in my case it’s also because of the ‘green factor’! And yes my payback is much shorter than most whom have installed a GSHP because I helped with a lot of the installation and because I’m in the business.
    的确,地源热泵并不适合所有人。然而,如果你住在没有天然气的农村地区,而你正在建造一个新的中型或大型住宅,或者你正在翻新一个中型或大型住宅,那么这是一个“无需思考的事情”!
    许多安装人员不合格,不理解或懒得研究我上面列出的一些项目,这些项目需要与客户进行研究和讨论。此外,由于对地源热泵的需求增加,所有那些鼓励人们安装地源热泵的政府拨款也鼓励了许多不具备资质的承包商过快进入该行业。与传统的暖通空调系统相比,地源热泵需要更多的思考和知识才能成功安装,因此有些系统无法正常工作。然而,也有很多人对他们的系统非常满意。所以,地源热泵最大的两个问题是:承包商知识不足,从环境角度看,低效的碳密集电网。地源热泵技术没有任何问题。事实上,情况正在变得越来越好。这里有变速压缩机!

    雷米勒学士。
    CS能源机械

  37. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 37

    回应雷·穆勒
    雷,
    谢谢你对亨利·吉福德的一些论点做出回应。

    自本文撰写以来,用于住宅应用的地源热泵的经济性持续恶化,而空气源热泵(尤其是无管道的微型热泵)的经济性则持续改善。如今,当如此多的建筑商成功地以6000美元的成本,用两个无管道小分离器为住宅供暖时,当这些空气源热泵的系统COP为3时,真的很难证明安装一个2万或3万美元的地源热泵系统是合理的。

    有关住宅型地源热泵的经济学的进一步讨论,请参见便宜的地源热泵即将到来吗?

  38. 芭芭拉·布鲁诺||# 38

    房主的观点
    我正在考虑一个GSHP -作为一个注册会计师,确保我运行的数字!当你已经有了天然气时,就很难说服别人了,但我仍然发现,随着时间的推移,地源热泵更便宜(甚至与高效煤气炉相比)。让我倒退的是,人们普遍认为,这只是把化石燃料(天然气)的直接使用转移到了间接使用(化石燃料产生的电力)。当我将每年运行系统所需的千瓦时与我仅运行灯、电器等所需的千瓦时进行比较时,我真的受到了冲击——即提案引用的千瓦时使用量是我当前需求的两倍多。也就是说,我把最高效的煤气炉所需的千瓦时(通过将Mcf转换为千瓦时)和地源热泵所使用的千瓦时的数量是小数。我还没有做最后的决定,我真的很欢迎一些关于这方面的想法——特别是在我真的在尝试比较苹果的时候。我发现,当你把所有东西都转换成相同的计量单位(kWh)时,地理位置真的很有意义。

    仅仅是一个背景——我现有的房子的基本设计不适合改造来创造被动式太阳能——而且由于我的房子大部分是用原木建造的,我能做的也就只有这么多了。

    有人对这个情况有什么想法吗?

    谢谢!

  39. 罗杰Diggle||# 39

    自本文撰写以来,还有一件事发生了很大变化——生产廉价天然气的外部性。如今,它很可能是水力压裂法。这意味着地下水和地表水都受到污染。此外,还有在钻井过程中、钻井作业过程中以及从分配系统中泄漏的气体。我能找到的最新测定结果显示,甲烷泄漏的速度是两年前估计的两倍。甲烷被认为是比二氧化碳强25倍的温室气体。这是考虑到甲烷在大气中的寿命比二氧化碳短得多。和很多东西一样,我们购买的“清洁”天然气的价格几乎没有考虑到这一点。这都是别人的问题。也就是说,我们的。 We will live with the result - like it or die.

    https://www.sciencemag.org/news/2019/07/major-us-cities-are-leaking-methane-twice-rate-previously-believed

    1. GBA编辑器
      马丁Holladay||# 40

      罗杰,
      虽然Henry Gifford可能在2009年的文章中将地源热泵与天然气进行了比较,但GBA并不提倡在空间供暖中使用天然气。一般来说,大多数GBA的作者都提倡全电力家庭,所以更好的替代地源热泵的是空气源热泵。

      1. 罗杰Diggle||# 41

        很高兴听你这么说。在我住的地方,有很多人相信“天然气”。

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