热泵正在经历一个创新的时期。无管热泵更容易获得;冷气候热泵已发展;更高的最低效率标准美国政府已经建立了热泵;和燃气热泵已经开发出来了。
热泵通常是相当有效的,因为它们从空气中提取热量,即使是冷空气。在美国,一个典型的新型热泵的平均效率大约是电阻热的两倍,尽管性能会随着气候而变化。虽然热泵可以是高效的,但它们也比许多类型的加热系统更昂贵,而且它们通常在非常寒冷的温度下不能很好地工作。
为了检查哪些应用有利于从热泵中获得经济有效的能源节约,美国节能经济委员会进行了两项分析,我们现在发布。一个解决了用热泵代替电阻热的机会另一个解决用热泵取代煤气炉的问题。
这两项分析都使用了美国能源情报署(energy Information Administration)收集的全美家庭实际能耗数据住宅能源消耗调查。我们对用热泵取代电阻热的潜力进行了分析,发现有机会将全国住宅部门的用电量减少2%以上。在一些重要的应用中,使用热泵代替燃气炉可以节省额外的能源。此外,多位分析人士认为,清洁电力驱动的电热泵是取代家庭燃烧化石燃料排放的重要战略。
由电阻热转换而来
为了分析将使用电阻热的家庭转换为热泵的情况,我们使用了在RECS中使用电阻热的近2000个家庭的代表性样本的空间供暖能源使用数据。
该分析着眼于用热泵取代电炉(通过管道散发热量)和电踢脚板(沿着每个房间的踢脚板加热线圈)。电炉在南方特别普遍,但在北方并不常见。近90%有电炉的家庭已经安装了中央空调。我们发现,在现有中央空调需要更换时安装新的热泵通常具有成本效益,简单投资回收期(节省的能源完全偿还额外成本的时间)的中值为4.7年。
简单投资回收期分布如下图所示。17%安装了中央空调的电热踢脚板供暖家庭的经济性与此类似。但对于没有中央空调的家庭来说,安装热泵的成本更高,简单投资回收期的中位数接近15年,尽管只有10%以上的家庭的简单投资回收期为5年或更短。
更换煤气炉
为了分析用热泵取代煤气炉的情况,我们研究了20个州中每个州使用煤气炉的家庭的平均空间供暖能源使用量。我们比较了燃气炉使用的气体和发电厂运行热泵使用的气体。对于每个州,我们查看了各种炉、热泵和发电厂的效率水平。我们还研究了许多比较的相对经济学。
我们发现,在温暖的状态下,电热泵通常使用较少的能源,并且如果热泵可以取代炉子和中央空调,则在这些状态下具有适度的积极经济效益。如果电力来自效率最高的发电厂,中等寒冷的州(远至宾夕法尼亚和马萨诸塞州)可以节省能源,但从经济的角度来看,在这些州,现有住宅中燃气炉的生命周期成本将低于热泵。(我们没有研究使用电加热和热水可以避免安装燃气服务的新建筑。)
对于寒冷的州(比马萨诸塞州和宾夕法尼亚州更冷),高效炉比今天的热泵使用更少的能源,但从节能的角度来看,低温电热泵和燃气热泵的进一步发展将是有用的。
下一步需要实现节约
基于这些分析,我们建议接下来的步骤如下:
- 州官员和公用事业公司应该在州、地方和公用事业公司层面进行进一步的分析。基于特定的费率表和气候区域,在公用事业或地方层面进行更细致的分析,将更清楚地表明谁可能从热泵中受益,谁不会。
- 制造商和研发机构应继续努力开发良好的冷气候电动空气源热泵和燃气热泵。
- 能源效率项目管理者应该考虑鼓励在气候温暖的州使用热泵的项目,从进一步的本地化分析开始,然后进行试点项目。
需要更多的局部分析,但我们的分析发现,使用电热泵可能有节省能源和资金、减少排放的机会,特别是在气候温暖的州。
Steven Nadel是美国节能经济委员会的执行董事。这篇文章最初出现在ACEEE的网站上。
21日的评论
好奇的
热泵的典型使用寿命是多少?
对Chris M的回应
克里斯,
根据美国能源部“中央空调的使用寿命大约是15到20年。”
这可能是一个很好的猜测,任何一个迷你分体式热泵。
一篇关于热泵的及时文章!
这篇文章应该与Q和A的长螺纹“热泵和隔热是互补还是竞争”一起阅读。
文章称,热泵同时更换空调和踢脚板电时,投资回收期为4.7年,而仅更换踢脚板时投资回收期为15年。现在我在问答环节的结论是:“热泵需要便宜50%,这是安装费用需要发生的地方”在目前价格的一半的情况下,最坏的情况是7.5年,然后他们与天然气竞争,目前,正如这篇文章所说,在最寒冷的气候下,天然气比热泵便宜。
最后一点:以天然气为电源的热泵与直接以天然气为热源的热泵的比较,需要用这个结论来回答:源需要是可再生能源,而不是天然气……就像电动汽车一样。消费者端需要与公用事业端同时进行转换。其中大部分需要在2030年前完成…所以燃气炉并不能解决问题。
将煤气炉与燃气管网上的热泵进行比较是错误的。
“我们比较了燃气炉使用的气体和发电厂运行热泵使用的气体。对于每个州,我们都研究了各种各样的炉子、热泵和发电厂的效率水平。”
考虑到几乎没有一个州/地方电网是100%由天然气驱动的,这种方法会造成扭曲,使结果变得毫无意义。从煤气炉转移到热泵并不意味着燃气(无论是全部还是部分)变成了更多的燃气发电。使用的模型太粗糙了。
“对于寒冷的州(比马萨诸塞州和宾夕法尼亚州更冷),高效炉比今天的热泵使用更少的能源,但从节能的角度来看,低温电热泵和燃气热泵的进一步发展将是有用的。”
高效炉可能会使用更少的能源(如果不分析非燃气电网的能源,这是一个值得怀疑的断言),但一个炉肯定会使用更多的天然气,而在马萨诸塞州,一个煤气炉产生的碳排放量比一个热泵还要多。
Ven:“现在我在问答环节的结论是:热泵需要便宜50%,这是安装费用需要发生的地方。”
这可能是你的结论,但我强烈反对这两个方面,降价的“需要”,以及哪里可以或应该降低成本。展示你的数学能力。
回复Dana,数学
根据这项研究的计算结果,如果不更换空调,寒冷气候的投资回报是15年。这些单位只能使用15年,所以没有激励。如果回报是7.5年,那么就有动力了。为什么我认为安装率是价格可能下降的地方,因为它似乎是最容易降价的地方。也许硬件方面的价格也会下降,但幅度不会太大。降价“需要”是为了大局的气候需要……它是一种有效的小发明,可以快速轻松地在不会发生PV和Retro的房屋中完成减排。
安装成本甚至还不到生命周期成本的一半。@ ven
热泵的大部分生命周期成本是电力使用。将小型分离器的安装价格减半几乎不会影响生命周期成本或“回报”。这实际上是关于平均效率的,他们根本没有分析小分裂(尽管他们在没有运行数据的情况下口头上说了一个寒冷气候小分裂)。
这是一项更换设备的研究,用管道热泵取代现有的煤气炉(通常比迷你分体式热泵成本更高,效率更低),其中包括5%的折扣率等。在分析中,管道热泵的效率范围在8.2到10.5之间,远不及较新的寒冷气候迷你分裂的HSPF 12-14+范围。
换炉分析文件在这里:
http://aceee.org/sites/default/files/publications/researchreports/a1602.pdf
还需要注意的是,正如上文所述,这些都是用于替换设备,而不是新构建:
“我们没有考虑使用电加热和热水可以避免安装燃气服务的新建筑。”
在更换燃气炉文件第11页的底部,他们同样指出:
“如上所述,我们的分析仅针对现房。结果可能更多
对新住宅使用热泵持积极态度,因为大多数新住宅都有空调和
通过安装热泵,可以避免向家庭供应天然气的成本。”
在第18页,他们说:
在寒冷的国家,进一步发展低温电热泵和燃气热泵
从能源的角度来看,热泵是有用的。我们没有足够的数据
分析这些新技术的经济效益。”
好吧,伟大的……没有数据。
因此,如果一个替换的HSPF 8-10型管道设备有15年的“投资回收期”,我们是否可以假设一个HSPF 13的无管道设备的安装成本比一个新的管道系统(任何类型)有相同的“投资回收期”?事实上,效率较低的管道装置作为替代设备有任何回报,足以危及更便宜、效率更高的装置在新建筑的生命周期成本上具有竞争力,在新建筑中,天然气电网连接和天然气管道成本可以避免。
导管热泵的生命周期成本高于煤气炉的总体结论并没有特别的争议。在设备的生命周期内,关于电网发电效率和电网组合的假设是——任何人的最佳猜测都有很大的误差,他们并没有真正进行误差分析或最坏情况分析。
我不确定你将在哪里大幅削减迷你分体式(或导管式热泵)安装的成本,除非办公室是承包商在卡车驾驶室里的手机,所使用的劳动力都是最低工资(或更低)。有些承包商会给出疯狂的高报价,但你不必使用他们。根据最近的经验(报价和安装),4000美元/吨的价格偏高,2000美元/吨的价格不会比寒冷气候的迷你分体设备贵多少,更不用说运营业务和安装劳动力的间接成本了。
在过去的3年里,我接触过的最昂贵的小型分体式安装是2.75吨(三台独立的三菱fh),安装费用约为1.2万美元(每吨超过4.3万美元),去年夏天早些时候安装,当时所有当地安装人员都非常忙,(有些人甚至不回电话——忙得没时间出去报价新项目),这是一个相当极端的异常值。我最可能的猜测是,在即将关闭的国家补贴窗口的推动下,夏季市场过热,这将是价格达到如此高的原因。今年晚些时候,在竞争性招标中,寒冷气候无管道的报价降至每吨4000美元以下。
15年是任何像样的质量热泵(管道或无管道)的预期生命周期的低端。尽管随着新设备的平均效率的提高,更快地更换它们可能是经济的,但大多数会使用更长时间,有些甚至更长。
为完整起见,电阻更换设备分析文件如下:
http://aceee.org/sites/default/files/publications/researchreports/a1603.pdf
“对于任何高质量的热泵(管式或无管式),15年是预期生命周期的低端。”
......除非,根据我的经验,它是在沿海环境中。尽管每季度进行一次维护,但我已经在8-10年的时间里更换了一些高质量的单元。
数学
我展示了我的工作与大量的数学在相关的问答线程。到目前为止,我毫无疑问的结论是,最好的专业安装的无管热泵在天气非常冷、日照少、电费比平均水平高、热负荷高的地方最有意义。我展示了在我的气候(5B区,低负荷,高日照,平均电费)中,廉价的,低端的,每台1000美元的热泵,可以由不熟练的劳动力安装,如何在经济上胜过那些由专业人员安装的设备。最后,我展示了在许多其他气候条件下,在每栋房子的基础上,一个普通的房子需要4-5个热水器(也就是说,不是一个只有两个热水器的被动式房屋),今天现有的更便宜的热泵的经济回报甚至比建筑商更好,他们只承担前期成本,而不是生命周期成本。即使与许多地方的优质设备相比,总生命周期成本更高,今天的廉价,易于安装的热泵允许建筑商在不太极端寒冷的气候(即美国的一半)以低于典型的管道煤气炉+AC安装的前期价格获得完整的HVAC系统。总的来说,这对环境和最终用户来说都是一个净胜利。
这是一种复杂的说法,如果你想让人们消费更多的东西,你需要让它更便宜,这就是Ven的观点。更便宜的供给——>更多的需求。我们已经见过PV了。价格越低,人们买的就越多。同样的事情。
现在不要看……
但是世界范围内便宜的迷你分体式热泵的销量可能比日本的一线热泵要多很多。便宜的DIY迷你分割器随处可见,Mr Cool只是美国几家分割器中的一家。
这篇替换设备博客文章中的数学计算与迷你分割无关。请阅读他们在博客中引用的分析文章。他们最好的热泵是一个管道装置,测试温度为HSPF 10.5。再一次,在这里发现:
http://aceee.org/sites/default/files/publications/researchreports/a1602.pdf
谢谢你的见解(@ Joe Dwyer)
我完全同意大多数人从来没有尝试优化如果/当带状加热,损害他们。不幸的是,这需要对系统如何工作和涉及的问题有更多的了解,而不是普通房主想要深入研究的。即使是相当简单的单状态可编程恒温器,很多人也从来没有对它们进行过编程,只是打开/关闭或上下颠簸覆盖设定值。
多速/多级热泵的智能“学习”恒温器可能在市场上有空间来处理人类学习因素。大多数人只是想要舒适,而不是花一大笔钱在供暖和制冷上,而不是工程师或系统优化技术人员。
冷凝式水力锅炉也有类似的问题,安装人员将室外重置温度曲线设置得足够高,以至于永远不会收到瑟瑟发抖的愤怒客户的电话,房主也不会调整它以找到冷凝限制,留下10%或更多的潜在燃料节省。
ACEEE的分析也没有真正研究设备过大因素的影响,也没有具体说明他们的假设。FSEC-PF-413-04似乎假设设备尺寸完全符合每个Manual-J(?)的负载:
http://www.fsec.ucf.edu/en/publications/html/FSEC-PF-413-04/
显然,在99%的外部设计温度下,尺寸过小会对平均效率产生相当严重的影响,而在适当优化加热带电源使用的情况下,尺寸过大可能会有所帮助。
作者回应道
我感谢大家对这个博客的关注。这篇博客和相关报道的目的是为了引发人们对这些问题的讨论。每个家庭和地区都是不同的,但我们的研究表明,有机会扩大热泵的使用,特别是在南方,从长远来看,如果/当引进具有成本效益的寒冷气候热泵时,也许在北方也是如此。
一些评论似乎混淆了博客中总结的两份不同的报告。在一份报告中,我们着眼于用热泵取代电阻热的机会。该分析着眼于在已经有管道和空调的家庭中使用管道热泵,以及在没有管道的家庭中使用无管道热泵。简单投资回收期的中位数是,安装了管道和空调的家庭大约5年,没有管道的家庭大约15年。是的,我们希望将来成本能下降,但这取决于设备和安装成本;在我看来,将安装成本减半是不太可能的。
第二篇论文着眼于将煤气炉转换为热泵的能源使用和经济性。能源分析使用了几种电网边际能源使用情况,范围从非常高的可再生能源到相对低效的燃气蒸汽涡轮机。我们假设所有的不可再生能源都是天然气,这既是为了使分析更容易,也是因为大多数新的中央发电厂都使用天然气。是的,更详细的分析应该着眼于许多其他生成选项。该分析假设使用导管热泵,因为我们正在考虑更换导管式煤气炉。我们没有计算这些转换的简单回报,而是对我们分析的20个州中的每种系统类型进行了生命周期分析。我们没有研究新建筑,但正如前面的评论所指出的,我们确实讨论了无管道系统如何在新建筑中有意义,从而可以避免安装管道的成本。
这两种分析都假定适当的尺寸和安装。我同意这样的评论,即配置和控制热泵系统通常是有用的,以尽量减少带状热的使用。
史蒂文·纳德尔的澄清很有帮助
“简单投资回收期的中位数是,安装了管道和空调的家庭大约5年,没有管道的家庭大约15年。是的,我们希望将来成本能下降,但这取决于设备和安装成本;在我看来,将安装成本减半是不太可能的。”
谢谢你的澄清。也许安装成本减半是不可能的,就像光伏软成本减半在美国是不可能的,但在德国和澳大利亚已经实现了。我没有安装方面的专业知识,但这似乎是一大笔钱,要比机器本身的劳动力价格高出一倍以上。
这就是为什么我认为安装是最容易摘到的果实。能源部需要将这些热泵纳入其愿景,就像它在其“阳光目标”中对光伏所做的那样。
对Ven奏鸣曲的回应
Ven,
你写道,“我在安装方面没有专业知识,但将机器本身的价格提高一倍以上似乎是一大笔钱。”
事实上,作为一个非常粗略的经验法则,50%的材料和50%的人工成本已经成为许多类型的建筑项目的长期原则。当然,这个经验法则是非常粗略的,并且有各种各样的例外。
回复马丁
是的,当然,在建筑中,50/50是常态。但这是一个特例。请注意,政府正在大力补贴绿色能源。国际贸易委员会等。能源部的大型研究项目,还有很多其他的例子。为什么?气候变化紧盯着我们。所以这里我们有一个技术上的解决方案,它有非常广泛的应用……热泵。收支平衡……但人们并没有在足够大的范围内这样想,基本上我们不能等待他们开始履行职责,当他们想“省钱”的时候。 So that is why either subsidies, rebates and other things need to be applied to speed up mass adoption of air source heat pumps or more thought put into quick and easy installs to reduce costs...just as with PV and now with batteries, home ev chargers, and other tech that can be simplified.
有些假设需要与现实相符。
Steven Nadel:“这两种分析都假设了合适的尺寸和安装。”
暖通空调设备的尺寸几乎从来都不正确。对于低质量的燃气或电炉,典型的总尺寸过大对效率没有太大的影响,但热泵的尺寸过小或过大对能源使用和效率有巨大的影响(特别是使用热带的尺寸过小的设备)。
边际电力使用并不是普遍地由天然气发电机以平均电网效率或类似的方式提供的。在新英格兰地区尤其如此,特别是在冬季负荷高峰时,天然气电网和存储容量受到限制。越来越多地依赖进口水电和燃油调峰机正在弥补这一差距,但该地区的政策趋势似乎是更多地进口水电,而不是更多的2号喷气机。这是一个快速移动的目标,在热泵或煤气炉的预期生命周期内,误差条很大。使用2020年和2030年的CPP目标可能更接近,但在许多地方,这些障碍几乎是地板上的一条条纹,到2030年将比要求的碳水化合物低得多。当然,它的实际走向将在很大程度上受到联邦和州政策制定者的操纵。
索纳塔甚至说:“也许安装成本不太可能减半,就像光伏软成本不太可能减半一样,在美国不太可能,但在德国和澳大利亚已经实现了。”
在过去的十年里,美国的软成本已经大幅下降,而且当前的软成本中有大量的脂肪可以很容易地削减。这种对光伏软成本的悲观情绪是没有根据的。美国能够也将实现这一目标。在美国有些县,屋顶太阳能的平均价格是2美元/瓦,而其他县是6美元/瓦。在没有监管障碍的地方,即使没有补贴,成本也相当低。(在一些地区,补贴本身一直在阻止价格下跌。)
与光伏相比,热泵(管道热泵或无管道热泵)在世界和美国都是一个成熟的行业,尽管与管道热泵相比,美国的无管道热泵市场仍处于年轻阶段。在无管道系统成为主流的地区,总安装成本一直在逐步下降,但认为可以在不影响质量/寿命的情况下将成本降低一半的想法似乎过于乐观。
大小调整,调制和回扣
超大尺寸在暖通空调行业仍然很常见。我邻居的新系统是3吨的容量,与我们的完全相同的房子设计,即使高15%的HSPF热泵。手册j不是为他或我们做的。我觉得我们的旧惠普的大小非常适合加热,覆盖99%,并且有超大的加热条,几乎从未用作备份。我的邻居本来可以用一个2吨的装置来提高效率和节省成本,但他从来没有问过我。至少他的36K单元可以通过变速压缩机调节到12.6K,但由于尺寸过大,它仍然经常循环开关,这是一个遗憾。
下一代分离装置的调制降低到满容量的20%,这将提高许多升级系统的效率。即便如此,暖通空调公司也不能活在过去,用经验估计或仓库库存来决定产能。他们需要询问有关绝缘和空气密封升级的问题,甚至需要查看过去的电费账单来确定应用程序的负载。也许需要培训才能参加客户回扣计划?
目前,该地区的公用事业效率项目支持高效的小型分体式机组,超过23 SEER的机组可获得1000美元的回扣。分开的单位只能获得500美元的退税,即使它们的HSPF值相同,都是10-13。在供暖占主导地位的地区,对SEER的营销,回扣等的痴迷表明了社会对热泵的广泛无知。我们的公用事业公司全年都有过剩的发电能力。
我对生产设备的公司和相关标准委员会的唯一建议是,安装“环保按钮”,这样普通消费者只需在恒温器上做一两个简单的调整,就能节省能源和金钱。与2001年的老式可编程恒温器相比,最新的Wi-Fi或大屏幕触摸屏恒温器显示了能源使用和消费者的成本,这是一个很好的开始。话虽如此,我还是不得不在邻居的新触摸屏恒温器上进入“隐藏”设置,以启用与我类似的节能选项。他高兴地报告说,在调整了他的新热泵后,在100个类似的家庭中,他的月能耗最低。
什么是边际电力来源?(@乔·德怀尔)
“我们的公用事业公司全年都有过剩的发电能力。”
几乎所有其他实用程序都是如此。与热泵讨论相关的问题是:
当煤气炉被热泵取代时,燃烧什么燃料来支持电网负荷的边际增加?在明尼苏达州,去年冬天可能主要是天然气,但越来越多的来自多余的夜间风力发电,这些电力必须出口,在有风的冬夜使用或减少。MN的风能建设速度相当快,考虑到资源的规模和现在确定的税收政策支持,这是有道理的。在暖通空调设备的生命周期内,中西部北部几乎所有的夜间电力都将来自风能。
明尼苏达州的可再生能源组合标准承诺,到2025年,可再生能源将占所有电力的25%。但由于其中很大一部分是由风能来满足的,到2025年,风能可能会成为一半或更多的夜间电力来源。边际运营成本为零(或为负,由于PTC)的廉价风能,使得在中西部地区,核能和动力煤等固定成本高、不灵活的大型发电机变得不经济,甚至削减了更灵活的燃气发电的容量因素。
在这个廉价且无处不在的风能时代,将煤气炉换成热泵以在冬季提供夜间负荷可能对天然气的燃烧量可以忽略不计,即使根据Steven Nadel的分析,热泵使用固定假设的天然气效率可能较低。
我同意(@ Dana Dorsett)
在电动汽车革命真正起飞之前,中西部上游地区会有大量盈余吗?廉价的夜间风能很快就会到来。IA的中美能源公司预计,在短短几年内,风能将覆盖85%的客户销售额。我认为这是摆脱天然气供暖的一个很好的方式,我相信在不久的将来,天然气的价格肯定会再次上涨。如果晚上的电足够便宜,那么电阻式空气或热水器/水加热器也可能是有意义的。我确实看到第二代200英里电动汽车将在今年秋天和明年推出,采用率会高得多,夜间的负荷也会增加。所有这些都可能比历史上有关能源生产类型和使用的保守预测更快。
我只提到公用事业超过容量,因为似乎热泵的一些或大多数公用事业回扣是模仿交流机组的,其中逻辑是更高的SEER额定设备的更大回扣,因为可感知或证明的夏季峰值负荷接近或超过公用事业容量。迷你分路目前在SEER上获胜,但在HSPF等级和绿速分路模式上是一样的。有趣的是,2014年夏季峰值负荷为1095兆瓦,冬季峰值负荷为953兆瓦,储备边际为22%。如果明年有一家工业客户开始运营天然气热电联产,这一比例将增长到30%。
我们的大部分燃煤公用事业是受监管的,所以他们被允许出售到他们的联合发电能力,加上小得多的公司购买供应(风能)的能力。因此,即使有相对便宜的风能批发,我们这里的边际发电量98%是煤和2%的天然气峰值。在我居住的地方,这并不能帮助我论证热泵,除了比没有NG的客户提供的带状加热更好。
mini-split的大小比GreenSpeed更容易。@乔·德怀尔
GreenSpeed只有2.5:1的调低比例,这使得它的调整窗口相当窄,这样它就可以调节到足以达到它的HSPF值。大多数迷你分割具有更高的比率和更宽的调制范围,由于极高的部分负载效率,这使得它更容易在现场实际达到(或有时超过)它们的数量。
在中西部北部,风力目标移动的速度比我能追踪到的要快。现在,高容量系数的风能比新的联合循环天然气具有更低的平化成本,其中很多都超出了州RPS要求。MN是为数不多的对光伏发电有长期报酬标准的州之一,但由于公用事业公司(而不是光伏用户)可以选择净计量而不是支付太阳能电价,大多数人都选择了简单且成本较低的净计量(目前),这使得MN的住宅规模光伏发电起步较慢,而不是在电价较高的州。
碳税可能会更快地打破理性的财政平衡,但光伏的学习率相当快,住宅屋顶太阳能的安装价格每年超过10%。MN的“社区太阳能花园”方法看起来也将在未来五年内发展壮大,并不是说它对空间热负荷电网峰值有巨大影响,这主要发生在晚上或黎明后不久,当唤醒人类和/或挫折恒温器都将温度调高时。
这些都是保守估计
我们已经使用分离式热泵(单级,空气源,13 SEER/8.5 HSPF, 2.5吨容量)15年了,它仍然与涡旋压缩机一起运行。我认为自己对这个问题很精通,所以这里有一些关于这项研究的争论点。
本研究使用的FSEC-PF-413-04出版物试图改善AHRI评级,以反映“真实生活”的能源使用情况。这导致一些气候较冷的地区的评分明显下降,比如明尼阿波利斯(HSPF降低41%),但在气候温和的地区,比如洛杉矶(HSPF提高33%),评分也有所上升。
我认为这项研究还不足以测试大多数分体式热泵的“高效率”选择。例如,我们的分体式热泵被设置为在除霜周期中不使用任何电带加热(类似于AHRI标准),也适用于高于5华氏度的任何温度(与AHRI标准不同)。刚刚过去的这个冬天没有那么冷,条带加热也没有出现过(AHRI区域4)。上一个冬天,它只出现过几次,时间很短,并且在温度升高时使用“aux”模式来补充HP。在几个清晨,气温达到零下5华氏度到零下10华氏度。这些设置对总能源使用有很大的影响,因为热泵为2.4 kW,条带从5kW到15kW不等。我真的需要在明年冬天安装一个TED系统或计时器来计算我们HP的实际HSPF系数。我相信它非常接近8.5的评级,即使我们的平均24小时恒温器设置为67华氏度(高于AHRI标准的65华氏度)。
有人可能会说,大多数人不会调整恒温器中的“隐藏”设置,只是让设备按照制造商和暖通空调安装人员设置的方式运行,以获得最大的舒适度(即大量的辅助加热)。这可能是真的,就像有些人不会在“生态”模式下运行混合动力汽车或HPWH一样。但是,为什么不测试使用低能耗选项的装置来展示什么是可能的呢?我相信,如果做到了这一点,那么这项研究的结果肯定会转变为热泵作为赢家,即使有50%的肮脏能源。
至于安装价格,我们单位在2001年是每吨1800美元。它取代了旧的空调机组和电炉。我的邻居最近安装了一个新的10 HSPF/21 SEER分体式机组,每吨的价格是一样的,考虑到效率的提高,这是相当惊人的。我们的地区在标准暖通空调方面有很强的竞争,但我看到很少有小的分裂。
我们的家是1982年左右的分层住宅,所以不是特别紧凑。我们已经升级了阁楼绝缘R-60+,也有新的双窗格乙烯基窗户,但没有什么不寻常的。
我发现关于空气源热泵和天然气争论的“要么全有,要么全无”的本质有些误导。许多消费者/房主会采用分阶段的方法,将空气源热泵系统作为分体式系统的两部分购买,首先是HE煤气炉/空气处理器,这是为了在需要更换现有空调时支持空气源热泵。
分体式系统包括混合动力选项,因此随着时间的推移,房屋的能源效率会更高——这是一项高资本成本的项目,暖通空调设备的设计是为了在以后实现零排放,所以燃气可以简单地关闭,空气源热泵组件可以完成所有的工作。我们看到雷诺的TEDI比原来的负荷下降了70%。不是每个人都有能力在更换设备之前完成这项工作。https://www.thomsonarchitecture.ca/2021/02/09/future-heating/
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