我应该用热泵代替我的水热循环加热系统吗?

布莱克堆栈|上传能源效率和耐久性在2017年1月28日上午11:15

大家好!

我的Aquatherm空气处理器(22岁)与我的燃气热水器(10岁)的腋窝线配对，为我的家提供热量。夏天的时候，我们有一台室外空调(12年了)。室外空调正在泄漏氟利昂，我不确定我们还能给它充电多久。

在我制定未来更换计划时，许多暖通空调公司建议我们为1400平方英尺的房子安装2.5吨的热泵。(有人估计一台16 SEER / 9 HSPF的热泵大约需要7000美元，它将使用我们的流体热作为备用系统。相比之下，我得到了6000美元的预算，将我们现有的Aquatherm空气处理机替换为14 SEER空调。)我曾考虑过迷你分房，但不幸的是，对于我们这幢两层、五个房间的房子来说，成本估计太高了。(1万至1.5万美元)

问题是，我很难了解我的热水器的效率，所以我不知道如何将它与热泵的HSPF等级进行比较。

(仅供参考，我们住在弗吉尼亚州的里士满，所以一年中有几天气温会降到20多华氏度，但这种情况很少。我们的平均煤气费和水费是150美元到190美元，电费从50美元到110美元不等。计算未来的能源账单是我们决策的一个重要部分。)

如果你有任何关于节能/成本节约的建议，我将非常感激!

最好的

布莱克

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马丁Holladay|2017年1月29日06:17am|# 1

布莱克,
用新的空气源热泵替换现有系统是合理的(假设安装人员知道如何执行手动J负荷计算并知道如何确定设备的尺寸)。

现有供暖系统的效率取决于热水器的效率。一个10年的普通燃气热水器的能量系数(EF)可能低至0.59或0.60(尽管如果选择不寻常的型号，它的EF可能会高得多)。
布莱克堆栈|2017年1月29日上午09:45|# 2

谢谢马丁。

有没有一种简单的方法来比较热泵的HSPF到热水器的EF…??

总的来说，我关心的是公用事业成本。如果我用热泵，我想我的电费在冬天会飙升(保持在110美元的峰值);然而，我的煤气费将大大减少，因为我的水力循环系统不再是我的主要热源，对吗?

最好的

布莱克
詹姆斯•摩根|2017年1月29日上午10:30|# 3

如果你走热泵路线，确保安装人员做手动J. 2.5吨的声音在高一边为你的1400平方英尺的家。
布莱克堆栈|2017年1月29日上午10:33|# 4

谢谢詹姆斯!
布莱克堆栈|2017年1月29日晚10点|# 5

好吧，我试着做了些额外的功课。

从长远来看，双燃料系统将是一个更好的选择。这个论坛上的回应是支持的。谁知道天然气还能便宜多久呢?http://www.zdnet.com/article/the-questionable-economics-of-shale-gas/。和3。虽然带辅助线路的热水器更贵~ 2000美元~但似乎有一个带电的热泵作为我的备用是一个坏主意，除非我有一个可以执行的是一些极低的温度://m.etiketa4.com/blogs/dept/building-science/using-hot-water-heat-air-hydronic-furnace）.

下一个问题是我如何找到混合热泵/水力加热系统的经济平衡点?很多计算器似乎无法比较水力加热和热泵的成本。我想这很难回答，因为水力热源与其他设备共享水。无论如何，在这方面的任何建议都是受欢迎的。提前感谢您的帮助!
维多|2017年1月29日晚10:32|# 6

当使用水-空气盘管作为组合加热器时，热水加热器的EF不是它的AFUE的合法声明。稳态效率(约80%的非冷凝燃气热水器)将更接近，独立于它的EF测试数字是什么。EF测试假定燃烧器的占空比要低得多，待机时间要长得多，作为总燃料输入的一部分，待机损失要大得多。当用作空间加热器时，EF只会接近空间加热效率，如果你几乎不使用燃料进行空间加热，空气处理器每年只运行几个小时。

由于您在这个地方有供暖历史，您可以根据现有系统的冬季燃料使用计算出更换设备的确定上限和最佳尺寸。只有当你不使用大量的辅助热量，并且不是一个设计在太阳能调节的超级隔热房子时，这才有效。但是数学是非常简单的——你使用现有的加热系统来测量热负荷，在稳定状态燃烧效率的精度范围内(同样，大多数非冷凝式热水器约为80%)。如果你没有定期使用木柴炉、颗粒炉或其他辅助取暖设备，收集一些冬季燃气账单，并应用本文中概述的方法:

//m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/out-old-new

注意里士满99%的室外设计温度是+18F。即使它在时间上变得比这更冷，使用+18F作为室外设计温度来计算负载，并且只非常明智地应用增大系数，不超过1.4倍(ASHRAE建议)的新设备。对于1级或2级热泵，您最好使用非常低的超大尺寸因素，甚至仅对计算负载的90-95%进行尺寸调整，用热条来覆盖每年几百小时的差异，热泵单独无法提供全部热量。

使用扩展温度加热表或HSPF测试提交表(方便地在+17F处有容量数字)，而不是额定冷却btu来选择加热尺寸。

HSPF测试只是季节性平均效率的粗略近似值，并且受到超大尺寸因素的高度影响。超大尺寸因素越大，设备在整个季节中的开/关循环次数就越多，这将大大降低使用效率。为了高效运行，它需要运行少量的相当长的循环。如果尺寸正确，它在IV加热区(包括弗吉尼亚州里士满)是有效的。http://www.fsec.ucf.edu/en/publications/html/FSEC-PF-413-04/images/Figure5_lg.gif)，根据每年有热负荷的小时数计算。

HSPF的单位是每瓦时btu。电力通常以千瓦时计费，“千瓦时”(kwh)，所以每千瓦时的BTU将是HSPF x 1000，例如:假设HSPF是8.3，热泵应该提供8.3 x 1000 = 8300 BTU每千瓦时使用的电力。如果你知道你的功率率，你可以计算出使用该设备的一百万BTU (MMBTU)热量的成本(假设适当的尺寸等)使用上面的例子，它需要(1,000,000 / 8300=)120千瓦时/MMBTU。如果你的全部零售电力成本为11.5美分/千瓦时(目前VA的平均水平):https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.cfm?t=epmt_5_6_a)，你的热量将花费0.115 x 120= 13.80美元/MMBTU

你可以对现有的燃气燃烧器进行类似的计算，使用80%的效率和每热的全部零售价格。假设你在最后一张账单上用了110热的汽油，账单是136美元。这是136/110= 1.24美元/热，源燃料热。1热=100,000 BTU。你在源燃料BTU中使用了110热，但在80%的热水器中，20%进入烟道，所以只有(0.8 x 100,000=) 80,000 BTU进入热水，所以你的净成本是(1.24美元/ 0.80美元=)1.55美元/热传递到房子。1 MMBTU等于10个热量，因此每MMBTU的成本为(10 × 1.55美元=)15.50美元/MMBTU。

如果你可以等到夏天再更换设备，你可以测量现有交流系统的占空比来估计真正的冷负荷，或者你可以运行Manual-J，或者基于经验法则采用WAG。典型的中小型住宅的冷负荷与建筑面积之比为1%，约为每1000英尺1吨(尽管暖通空调的黑客每500英尺或每750英尺使用1吨，故意将其过大，对房主不利)。一个1.5吨的热泵可以同时处理你家1400英尺的房子的供暖和制冷负荷，但如果管道和空气处理器在隔热层上方的阁楼上，它很容易增加一吨的峰值负荷。

如果所有的管道都在房子的隔热层和压力边界内，那么2.5吨的管道几乎肯定是次理想的超大尺寸，除非你住的是里士满最破旧的房子之一(在这种情况下，把钱花在隔热和空气密封上可能比更新更好的暖通空调设备更值得投资)。
布莱克堆栈|2017年1月29日晚11:06|# 7

@D多赛特。该死……这真的很有帮助。感谢你花时间给我这样的新手讲解。在接下来的几周里，我将花一些时间做一些计算。关于备用热泵系统，我很犹豫是否要使用加热条，因为这似乎是把所有的“鸡蛋”放在一个篮子里(即电力)，而不是使用双燃料系统(电力/气体水力循环)，使我能够根据能源成本进行系统平衡点调整。也就是说，我愿意接受反对意见。(比如，当你考虑到需要辅助管线等的热水器成本时，维护和安装双燃料系统是否值得?)无论如何，再次感谢你的宝贵时间。我非常感激。
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马丁Holladay|2017年1月30日05:57am|# 8

布莱克,
Q。“有没有一种简单的方法来比较热泵的热spf和热水器的EF ?”

答:你可以遵循Dana的建议，或者你可以使用空间供暖燃料成本比较计算器。这个网站上有一个不错的例子:能源成本计算器。在该页上，单击蓝色单词“能源成本计算器”以获取Excel电子表格。你可以在电子表格中输入燃料成本，以及设备的效率(例如，丙烷热水器的效率为80%，空气源热泵的效率为300%，或者任何最适合你情况的效率)，然后比较使用各种燃料为你的家供暖的年成本。
布莱克堆栈|2017年1月30日晚10:14|# 9

太好了，谢谢!
专家成员

Dana多赛特|2017年1月31日下午04:06|# 10

当使用Martin推荐的电子表格工具时，将HSPF转换为百分比效率将是:

100 × HSPF / 3.412= %效率

例如:

HSPF值为9的值是:

100 × 9 / 3.412= 264%的效率

8.3的HSPF值为:

100 × 8.3 / 3.412= 243%的效率
布莱克堆栈|2017年1月31日09:04pm|# 11

太棒了，谢谢!
布莱克堆栈|2020年5月1日晚上10:25|# 12

亲爱的戴娜和马丁:

大约三年前，当我试图为我们1400平方英尺的房子确定最有效的暖通空调设备时，您提供了有用的见解。(长话短说，我找到了一个值得信赖的技工，他在业余时间做这项工作，他给我们的系统填满了氟利昂。室外空调一直运行得很好，从那以后就没有“漏水”了。去图。)

如果你有时间，我想听听你对我所做的其他分析的看法。(见附件)。首先，我终于找到了一家当地的暖通空调公司，他们知道迷你开关的进出。他们也非常灵活，愿意做任何有意义的事情，而不是教条地认为什么是“最佳”选择(即难以量化的信任感)。其次，我对我的一些基本计算更有信心，这些计算为我随后的结论提供了信息。撇开系统成本不谈，附件的数字是否准确?

(1)在供暖方面，我们目前每年使用约1350万btu。然而，当做一个粗略的热负荷计算与1.4倍的尺寸因子配对时，看起来我们只需要一个1吨的单位。我的数字看起来对吗?

(2)在冷却方面，我使用了PSU地球与矿物科学学院(https://www.e-education.psu.edu/egee102/node/2106例如，例4)比较我们当前系统的成本与使用不同SEER评级的新系统的成本。在这样做时，我在这个方程中保持“使用时间”常数以进行比较(类似于在观察加热系统时保持mmbtu常数)。我在这里用的逻辑正确吗?

最后，我很好奇你的想法，运行一个管道迷你分体式空气处理器组合(12,000 BTU/1吨)来覆盖我的楼上(700平方英尺，3个房间/一个完整的浴室)和一个非管道迷你分体式(9000 BTU/1吨)。75吨)来覆盖我的楼下(700平方英尺/2个大房间)。似乎我们可以通过使用多区域设置来实现一些成本节约;然而，与整个家庭使用一个单区管道迷你分体式空气处理器(18,000 BTU / 1.5吨)相比，它会稍微过大。在这种情况下，你认为什么更好?两个区域系统，还是一个更精确的系统?

提前感谢您的时间和见解。

最好的

布莱克
弗吉尼亚州里士满
删除|2020年8月10日08:04am|# 13
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