Часто задаваемые вопросы о тепловых насосах воздух-вода

Тепловые насосы — это системы отопления и охлаждения, популярные благодаря своей универсальности и эффективности. Они отличаются от стандартных кондиционеров, и термин «тепловой насос» иногда используется как обобщающий для нескольких типов систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. Таким образом, в этой статье мы постараемся ответить на вопросы, такие как:

В. Что такое тепловой насос?

Тепловая помпа — это хорошо зарекомендовавшая себя и высокоэффективная технология, работающая на электричестве и используемая для отопления и охлаждения помещений, нагрева воды и сушки белья. Тепловые насосы используют хладагент и технологии, очень похожие на те, что применяются в обычных кондиционерах, но, в отличие от кондиционеров, тепловые насосы также могут обеспечивать различные виды отопления вашего дома.

В. Какие существуют различные типы бытовых тепловых насосов и оборудования, используемых в домах?

A. Тепловые насосы обычно используются в домах для обогрева и охлаждения помещений, а также для нагрева воды. Наиболее распространенные тепловые насосы для обогрева и охлаждения помещений (иногда называемые «обслуживанием пространства») обмениваются теплом между внутренним и наружным воздухом и называются системами «воздух-воздух» или «источник воздуха». Водонагреватели с тепловым насосом называются системами «воздух-вода» и устанавливаются отдельно для нагрева воды для душа и раковин, как и традиционные водонагреватели. Геотермальные тепловые насосы, используемые для климатического контроля (см. детали ниже), являются системами «вода-воздух» или «вода-вода». Наконец, технология тепловых насосов также используется в сушильных машинах.

Q. Каковы преимущества тепловых насосов?

A. В отличие от систем, сжигающих газ для выработки тепла, тепловые насосы не выбрасывают парниковые газы в атмосферу во время работы. Тепловые насосы могут работать на электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями на крыше или поставляемой энергокомпаниями. В зависимости от эффективности вашей текущей системы и того, проводите ли вы также улучшения воздуховодов и другие меры по герметизации, ваши ежегодные счета за коммунальные услуги, вероятно, будут ниже с системой теплового насоса. Наиболее практичный подход — заменять старые системы, которые готовы выйти из строя, более эффективными системами тепловых насосов. Стоимость проекта должна быть примерно на 600–2700 долларов меньше при замене кондиционера и котла тепловым насосом, чем новым кондиционером и котлом. Эти затраты были усреднены по ряду уровней эффективности и размеров и получены из оценочных руководств и опроса подрядчиков.

Q. Есть ли стимулы для установки тепловых насосов?

Да! В округе Йоло новая программа TECH Clean California позволяет участвующим подрядчикам получать от $3000 до $4800 субсидий за тепловые насосы для обогрева и охлаждения помещений, в зависимости от видов топлива и эффективности существующих систем, плюс дополнительные субсидии, если выполняется герметизация воздуховодов и подробные расчеты размеров. Также доступны субсидии на тепловые насосы для нагрева воды до $3800, которые могут быть установлены сантехниками, а для многоквартирных жилых зданий предусмотрено дополнительное возмещение в размере $2800 за необходимые модернизации электрощитков. Аналогичные субсидии предоставляются для многоквартирных квартир. Ищите участвующих подрядчиков на сайте программы TECH.

Новые стимулы программы TECH разработаны так, чтобы дополнять существующие Субсидии для комфортного дома программу через PG&E, чей сайт показывает обе субсидии рядом.

Зачем мне составлять план замены существующих систем на тепловые насосы прямо сейчас?

A. Если вы будете ждать поломки, велика вероятность, что вам понадобится новая система быстро, и это не даст вам времени выбрать подходящий тепловой насос. Если ваш кондиционер старше 15 лет, или особенно если он начинает ломаться, получение трёх предложений от участвующих подрядчиков прямо сейчас позволит вам избежать стрессовых решений в срочной ситуации. Плюс, условия никогда не были такими выгодными: программа TECH планируется завершить в декабре 2025 года (Программа Комфортного Дома, составляющая значительно меньшую часть этих льгот, продлевается ежегодно).

Q. Есть ли другие факторы, которые я должен учесть?

А. Конечно! Особенно если вы живете в старом доме, и воздуховоды находятся в чердачном помещении, вам следует серьезно рассмотреть возможность удаления утепления потолка, герметизации протечек воздуха через потолок и замены воздуховодов новыми, утепленными как минимум до R-6. Воздуховоды должны быть установлены так, чтобы они покоились на полу чердака, а затем новый утеплитель R-49 (или лучше) может быть засыпан поверх воздуховодов для дополнительного утепления. Трассы воздуховодов также можно сократить, чтобы уменьшить площадь поверхности и тепловые потери. Наконец, вместо установки системы того же размера, что и раньше, новый тепловой насос должен быть рассчитан с учетом снижения тепловой нагрузки и уменьшения потерь в воздуховодах. Это самые важные шаги, которые вы можете предпринять для снижения энергопотребления дома и годовых затрат, а также для повышения комфорта.

В. Я много слышал о “мини сплит-системах”. Они тоже являются тепловыми насосами?

A. Да. Большинство частных домов имеют "центральную" систему отопления и кондиционирования воздуха, которая обслуживает каждую комнату с помощью воздуховодов, доставляющих воздух через решетки. Обе традиционные системы и тепловые насосы могут использовать воздуховоды, но за последнее десятилетие "мини-сплит" или "без воздуховодов" тепловые насосы также стали распространенными. Мини-сплиты имеют меньшую мощность отопления и охлаждения, чем центральные системы тепловых насосов с воздуховодами, и обычно обслуживают только одну или две комнаты, которые по разным причинам сложно отапливать или охлаждать с помощью центральной системы с воздуховодами. Используя настенные или потолочные "головки", мини-сплиты обычно более эффективны. Однако большинству домов потребуется больше одной единицы для обслуживания нескольких комнат, и стоимость обработки всего дома таким образом может стать неподъемной. Несмотря на эти различия, мини-сплиты работают по тем же принципам, что и тепловые насосы, и также имеют право на аналогичные субсидии.

Q. Что такое "гибридные" или двухтопливные системы?

Когда температура приближается к точке замерзания, "тепловые насосы с воздушным источником" могут быть менее эффективными, поскольку им нужно останавливаться для разморозки наружного испарителя (путем обратного цикла и временного перехода в режим охлаждения для растапливания льда с испарителя). Один из способов решения этой проблемы — гибридные или двухтопливные системы. Гибридные или двухтопливные системы включают газовый котел, чтобы обеспечивать обогрев в те моменты, когда тепловые насосы не могут предоставить достаточное отопление быстро или эффективно (в холодные дни или после понижения температуры ночью или во время отпуска). Гибридные системы могут дать уверенность людям, которые колеблются полностью отказываться от природного газа.

Сколько это будет стоить, если мне придется модернизировать электроснабжение?

Дома, построенные до 1990 года, могут потребовать увеличения мощности электроснабжения для обеспечения дополнительной нагрузки от систем тепловых насосов. Если ваш существующий электрощиток имеет мощность 200 ампер или больше, с редкими исключениями, он должен поддерживать систему обогрева и охлаждения на основе теплового насоса, водонагреватель на базе теплового насоса и зарядное устройство для электромобиля. Средняя стоимость модернизации электроснабжения составляет около 3000 долларов. Для старых домов, обслуживаемых воздушными линиями, или для новых домов с подземным электроснабжением с проводами, проходящими через трубу, стоимость относительно низкая. Наиболее дорогие модернизации происходят там, где провода напрямую закопаны и необходимо установить новую трубу и провода.

В. Нужны ли мне электрические сопротивления "тепловые полосы" как часть моей системы теплового насоса?

A. Электрические нагревательные элементы — это менее эффективная вспомогательная система отопления, которую иногда устанавливают подрядчики для дополнительного обогрева в очень холодную погоду (и во время циклов размораживания теплового насоса). Некоторые подрядчики считают, что нагревательные элементы не нужны в нашем климате, если системы правильно спроектированы с точными расчетами нагрузки, особенно если воздуховоды находятся в обогреваемом пространстве или хорошо герметизированы и изолированы в чердачном помещении. Мини-сплит-системы с тепловыми насосами переменной скорости компрессора не используют электрические нагревательные элементы. Для них также требуется отдельная цепь 240 В, что увеличивает затраты.

Q. Я строю новый дом, какие системы отопления мне стоит рассмотреть?

С точки зрения сокращения выбросов парниковых газов, электроэнергетическое отопление и нагрев воды — единственные варианты. Переход на полностью электрическое оборудование с тепловыми насосами и индукционными варочными панелями обойдется дороже при установке, но — для строительства новых домов — эта стоимость компенсируется за счет исключения затрат на прокладку газовых труб. Кроме того, постоянные платежи за газовое обслуживание, независимо от потребления газа, также устраняются. Поскольку новые дома в Калифорнии должны быть оборудованы солнечными системами на крыше, локальная генерация электроэнергии, скорее всего, снизит эксплуатационные расходы.

В. Как работают тепловые насосы?

A. Так же как вода течёт вниз под действием силы тяжести, «тепло» естественным образом перетекает к «холоду» под воздействием термодинамических сил. И так же как электричество может приводить в действие насос для подъёма воды вверх, оно также может использоваться для перемещения тепла от холодного к горячему с помощью цикла охлаждения. Например, холодильники и кондиционеры извлекают тепло изнутри изолированного пространства и «перекачивают» его во внешнюю среду. Тепловые насосы могут работать в обоих направлениях, то есть они могут переносить тепло от внутренней части к внешней (охлаждение) и от внешней части к внутренней (обогрев).

Для обеспечения охлаждения компрессор, расположенный внутри наружной "конденсаторной" единицы, сжимает газообразный хладагент, повышая его температуру. Горячий газ охлаждается и конденсируется до жидкости, проходя через вентиляторную катушку в конденсаторе. Охлаждённая жидкость подаётся в другую катушку, расположенную у внутреннего воздуховода, где она проходит через расширительное устройство, и при переходе хладагента обратно в газообразное состояние он поглощает тепло от катушки. Для обогрева процесс меняется местами, и хладагент конденсируется в внутренней катушке, где он отдаёт тепло, а жидкость расширяется во внешней катушке, где она извлекает тепло из наружного воздуха.

Цитата взята из Cool David, спасибо!