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美国家庭适用的热泵推荐(2023年)

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热泵可能适合您的家。以下是您需要了解的一切。

插图:Dana Davis
热泵对您的钱包和世界都有好处。

无论您住在哪里,它们都是处理家庭供暖和制冷的最便宜最高效的方式。它们对环境也更友好。事实上,大多数专家都同意,它们是业主减少碳足迹并享受更绿色未来好处的最佳方式之一,而无需牺牲舒适。换句话说,它们是双赢。

布朗大学政治经济学家、《3H混合热泵家庭:一项激励计划,用于电气化空间供暖和减少美国家庭能源账单》的合著者亚历山大·加德-穆雷博士表示:“我们已经认识到像纸吸管这样的气候解决方案比我们习惯的东西更糟糕。但有些地方每个人都会受益,我认为热泵就是一个很好的例子。”他说:“它们更安静。它们提供更多的控制。同时,它们将减少我们的能源需求和温室气体排放。所以这不仅仅是节省。这是提高生活质量。”

但是选择适合您的热泵,甚至知道从哪里开始寻找,可能仍然让人感到困惑。我们可以帮助您。

研究内容

到底什么是热泵?


照片:特兰公司
“热泵可能是消费者为应对气候危机所能做的最大贡献,”东北地区研究和倡导组织Acadia Center的政策总监艾米·博伊德表示。热泵也恰好是家庭供暖和制冷中最安静、最舒适的选择之一。
热泵本质上是双向空调。在夏季,它们像其他空调设备一样工作,从室内空气中除去热量,并将冷却的空气送回房间。在较冷的月份,它们则相反,从室外空气中提取热能,并将其转移到您的家中以加热。这个过程特别高效,平均使用的能源量只有其他电动家庭供暖方式的一半。或者,正如内布拉斯加大学林肯分校的大卫·尤尔告诉我们的那样:“你可以输入一瓦特的电力,得到四瓦特的热量。就像魔术一样。”
然而,与魔术不同,这个结果实际上有一个非常简单的解释:热泵只需移动热量,而不是通过燃烧燃料源来产生热量。即使是最高效的燃气炉或锅炉也无法将其燃料的100%转化为热量;在转化过程中总会有一些损失。良好的电阻加热器可以提供100%的效率,但它仍然需要燃烧瓦特数来产生热量,而热泵只是移动热量。 根据美国能源部的数据,与石油供暖相比,热泵平均每年可以节省近1000美元(6200千瓦时),与电加热相比,可以节省约500美元(3000千瓦时)[🔗11]。在能源网络越来越依赖可再生能源的州,电热泵排放的碳排放量也比其他供暖和制冷选择要少,同时提供的供暖能量平均是投入的能量的两到五倍。因此,热泵是一种环保的暖通空调系统,对您的钱包也有好处。大多数热泵还使用变频技术,可以让压缩机以更精细和可变的速度运行,因此您只使用了维持舒适所需的确切能量。

适用人群

几乎任何业主都有可能从热泵中受益。以迈克·里特(Mike Ritter)为例,他于2016年与家人搬进了波士顿多切斯特(Dorchester)地区的一座100年历史的两户住宅。里特在购买房子之前就知道锅炉快要用完了,他知道他们迟早得更换。在从承包商那里得到几个报价后,他只剩下两个选择:花6000美元在地下室安装一个新的基于化石燃料的燃气罐,或者购买一个热泵。尽管从纸面上看,热泵的总成本看起来是燃气罐的五倍,但热泵还附带了6000美元的折扣和一笔为期七年的零利率贷款,以支付其余的费用,这要归功于马萨诸塞州全州性的激励计划,以鼓励热泵转换[🔗13]。
在进行了数学计算之后,比较了天然气和电力的不断上涨的成本,以及环境影响和每月付款,选择变得清晰明了。
里特是一名自由摄影师,拥有热泵已经四年了,他说:“老实说,我们很惊讶我们能够做到这一点。我们没有医生或律师的收入,我们也不会期望成为那种家里有中央供暖和制冷设备的人。但是有无数种方法可以分摊成本,获得折扣和能源积分。它的成本并不比您目前已经花费在能源上的费用多。”
根据亚历山大·加德-穆雷(Alexander Gard-Murray)的研究,尽管热泵有诸多好处,但每年购买单向空调或其他低效系统的美国人几乎是购买热泵的两倍。毕竟,当您的旧系统出现故障时,简单地更换之前的系统是合乎逻辑的,就像里特一家可能会这样做。我们希望本指南能帮助您规划和预算进行真正的升级。否则,您将被困在未来十年内使用低效、碳排放高的暖通空调系统中。这对任何人都不利。

为什么您应该相信我们

和迈克·里特一样,我也是波士顿的一名业主,我一直在寻找一种经济实惠和可持续的方法来保持家人在冬天的温暖。尽管我家目前的电暖气系统还能正常工作,但我想知道是否有更好的选择,特别是因为那个系统已经相当老了。我听说过热泵,我知道隔壁邻居家有一个,但我不知道它们的成本、工作原理,甚至如何获得一个。所以当我开始联系承包商、政策制定者、业主和工程师,寻找适合我家的最高效的暖通空调系统,并弄清楚它对我的钱包的长期影响时,本指南就开始了。

如何选择适合您家的热泵

总体而言,热泵是一个客观上很好的主意。但是,当您试图将其缩小到应该选择哪种具体的热泵时,决策就会变得有些复杂。 大多数人不会只是去家得宝买回任意一台随机的热泵。你甚至可以在亚马逊上免费配送购买一台,但我们也不建议这样做。除非你已经是一位有经验的家庭装修者,否则你需要找到一位承包商来帮助你完成热泵的安装过程,而这个过程将取决于许多因素,包括你所居住的房屋类型、当地的气候和激励计划等。因此,我们没有推荐适合大多数人的最佳热泵,而是提出了一些基本标准,帮助你在家中升级暖通空调系统的过程中进行选择。

在本指南中,我们主要关注空气源热泵(有时也称为“空气对空气”热泵)。顾名思义,这些型号在你周围的空气和室外空气之间交换热量。空气对空气热泵是美国家庭最常见的选择,也是最容易适应各种生活环境的选择。然而,你也可以找到其他类型的热泵,它们从不同的来源提取热量。例如,地源热泵从地下提取热量,这需要你挖掘院子并钻井。我们也有一些建议来帮助你开始这个过程。

你需要多大尺寸的热泵?

你所需的尺寸取决于你的房屋尺寸和布局、能源需求、绝缘情况等等。

空调容量通常以英国热单位(Btu)来衡量。当你购买窗式空调或移动式空调时,通常需要根据你计划使用的房间大小来选择。但选择热泵系统要比这复杂一些。它仍然部分基于平方英尺——我们采访的专家们都同意,对于每500平方英尺的房屋,大约需要1吨空调(相当于12,000 Btu)。此外,还有一个由美国空调承包商协会维护的一套标准,称为《手动J(PDF)》,它计算了绝缘、空气过滤、窗户和当地气候等其他因素的影响,以便为特定房屋提供更准确的负荷大小。一位好的承包商应该能够帮助你完成这个计算。

你还有一些经济上的原因来正确选择系统的尺寸。大多数州级计划都以系统的效率为基础提供激励措施——毕竟,效率更高的系统使用的电力更少,有助于更大程度地减少化石燃料的消耗。例如,在马萨诸塞州,如果整个家庭安装了热泵,你可以获得高达1万美元的补贴,但前提是该系统达到了由空调、供暖和制冷专业人员的行业协会(AHRI)设定的一定性能标准(PDF)。换句话说,一个效率低下的家庭,如果系统过小或过大,实际上可能会使你无法获得补贴,同时还会增加你每月的能源费用。

热泵在你的家中是否适用?

一台热泵几乎肯定适用于你的家,因为热泵特别具有模块化的特点。波士顿标准管道、供暖和制冷公司的运营总监丹·扎马尼说:“它们能够适应几乎每一种情况。无论是非常老旧的房屋,还是我们在人们的家中可以进行的不会过于干扰的施工,总有办法让它工作。” Zamagni继续解释说,热泵冷凝器(安装在家外的部分)可以安装在墙上、屋顶、地面,甚至可以安装在支架或调平垫上。无管道系统还为您提供了很多内部安装的选择(假设您没有现有的管道系统或增加管道系统的空间)。如果您住在一个限制您在立面上放置物品的历史区的密集排屋中,情况可能会有些复杂。冷凝器和室内机之间的管道长度也有一些限制。但一般来说,一个精明的承包商应该能够找到适合您的解决方案。

哪些品牌的热泵最好?

当您购买像热泵这样昂贵且持久的产品时,您应该确保您购买的是来自声誉良好、能够为您提供多年优质客户支持的制造商的产品。例如,DaikinLG HVACMitsubishiTrane都提供长达12年的保修期,而CarrierRheem则提供长达10年的保修期。

话虽如此,您最终选择的热泵很可能更多地与找到一个好的承包商有关,而不是根据个人偏好选择。往往情况下,您的承包商或安装商将是寻找零部件的人。在某些地理区域可能有一些具有更好效率或分销的型号。您应该确信承包商熟悉这些昂贵的设备,因为他们将永久地安装在您的家中。

我们上面提到的所有制造商都有某种形式的优选经销商计划——专门接受其产品培训并能提供制造商认可服务的承包商。许多优选经销商还可以优先获得零部件和设备。波士顿标准公司(Boston Standard)的丹·扎马尼(Dan Zamagni)是一家被认可为三菱和特灵(Trane)优选安装商的公司,他说:“我们试图坚持使用几个品牌,以便安装人员熟悉设备。销售台也是如此,这样他们就可以对此进行说明,并且对产品进行了良好的培训。”

一般而言,最好先找到一个好的优选承包商,然后利用他们对他们熟悉的品牌的专业知识。这种服务通常也带有更好的保修期。如果您迷恋于某个特定的热泵,却发现您所在地区没有人知道如何维修或安装它,那就没有多大用处了。

如何找到最高效的热泵?

查看热泵的评级可以帮助,但不要仅仅专注于此。几乎任何热泵相对于传统设备都具有如此重大的优势,以至于通常不必在热泵类别中追求绝对最高的指标。

大多数热泵有两个不同的效率评级。季节性能效比(SEER)衡量系统的制冷能力与运行系统所需能量之间的关系。相比之下,季节性性能系数(HSPF)衡量系统的供暖能力与能源消耗之间的关系。美国能源部建议在寒冷气候中寻找更高的HSPF,在温暖气候中寻找更高的SEER。

符合Energy Star标准的热泵需要具有至少15的SEER评级和至少8.5的HSPF评级。很常见的是,高端热泵的SEER评级为21,HSPF评级为10或11。 与热泵的大小选择一样,整个家庭的能源效率取决于热泵本身以外的许多因素,比如气候调节和空气过滤、所处的气候条件以及您计划使用系统的频率。

热泵能与现有的暖通空调管道一起使用吗?

是的,如果您家中已经有中央空调系统,您可以使用现有的管道系统将空气从热泵中传输出来。而且您实际上并不需要管道:空气源热泵也可以以无管道分体式的形式提供。大多数制造商都提供这两种选择,一个好的承包商可以为您提供关于如何设置家中不同区域以最大化舒适度并充分利用已安装的设备的建议。
热泵在现有管道改造方面非常灵活,它们还可以在混合系统中工作,该系统同时具有有管道和无管道的装置,从房屋外部的一个单一压缩机供给。例如,当Ritter家在波士顿的房屋升级时使用热泵时,他们使用现有的空气处理器在二楼创建了一个新的有管道的空气系统,然后他们在办公室和楼上的主卧室添加了两个无管道分体式,所有这些都与同一来源相连。迈克·里特告诉我们:“这是一个有点独特的系统,但在我们的情况下,它最终效果最好。”
总的来说,尽量从承包商那里获得一些关于如何改造现有暖通空调系统的不同想法。这样做可能会为您节省一些钱,或者可能不值得付出这种努力或费用。我们在研究中发现的一个令人鼓舞的因素是,无论您的现有系统是什么类型,都不应该阻止您获得热泵来补充、抵消或替换已有的设备。只要您(实际上是您的承包商)知道自己在做什么,您可以将热泵适应于几乎任何家庭布局。

有只提供制冷功能的热泵吗?

是的,但我们不推荐这种型号。当然,如果您住在全年气候较暖的地方,给家中增加一个新的供暖系统可能听起来有些多余。但是,家庭性能顾问Nate Adams在接受《纽约时报》采访时表示,这种系统“本质上是同一种设备,只是多了一些额外的部件,您几乎可以不费多少功夫就可以进行更换”。这些额外的部件只需要多花几百美元,而且这种涨价可能会被补贴覆盖。此外,随着家中温度接近中等温度舒适区域,热泵的效率会呈指数级增长。因此,在那些很少降到50多华氏度的日子里,系统几乎不需要消耗任何能源来加热您的家。在那时,您基本上是免费获得热量的。
如果您已经有一个您不想更换的燃油或天然气供暖源,您可以通过几种方式设置混合供暖或双热系统,将这些化石燃料作为热泵的备用或补充。这种系统可以在特别寒冷的冬天为您节省一些钱,而且也可以减少碳排放。我们在下面的重要因素部分有更多详细信息。

如何找到安装人员(以及如何支付)

您雇佣的安装热泵的承包商对您的整体体验(和费用)可能比热泵本身更重要。波士顿标准公司的丹·扎马尼说:“当每个人都试图四处比价时,您可能会找到一个真正水平很低的承包商。人们试图在这方面省钱,但你得到的就是你所付出的。” 换句话说,如果你花费数万美元让别人为你的家提供更舒适、更经济、更环保的改造,你应该确保他们做得正确。虽然价格有所不同,但可能需要花费数万美元(同时有各种补贴和税收抵免可用以抵消这些费用)。在我们的研究中,我们遇到了一些有趣的例子:

  • Wirecutter团队的一位成员在宾夕法尼亚州的一座大型历史建筑中,为一个包括六个室内分体式空调单元的热泵系统支付了约38000美元。该系统是现有中央供暖系统的补充,该住宅没有中央空调。
  • 另一位Wirecutter团队的成员在俄勒冈州支付了约22000美元,用于安装三个壁挂式空调单元和一个位于阁楼的管道系统,所有设备都由同一个冷凝器供电。
  • 一位在波士顿的Wirecutter团队成员为三个分体式空调和两个室外冷凝器单元支付了大约相同的价格,而另一位在波士顿的同事则为一个转换成工业公寓的室内单元支付了一半的价格。

这些价格不仅包括硬件成本,还包括劳动力成本以及任何专业工作,如建筑规划、墙体施工、砌筑安装等。虽然价格范围很大,但希望能给你一个大致的预期,当你开始与承包商交谈时。

当然,并不是每个人都能轻松找到所需的帮助。因此,我们提供了一些其他指导,以帮助你走上正确的道路。

从一开始就知道你要找什么

你正在阅读本指南,这已经给了你一个良好的起点。在本指南中,我们与几位承包商进行了交谈,他们都告诉我们同样的事情:只有大约一半的热泵客户在找到他们之前就知道他们特别想安装热泵。

“知道热泵是一种选择已经很有帮助了,”《3H混合热能住宅》的合著者亚历山大·加德-穆雷告诉我们。“我认为消费者能做的最重要的事情就是积极寻找一个了解热泵的承包商,他们可以给他们一个关于当前型号和当前气候区域可用选项的全面了解。”

话虽如此,我们不建议在找到承包商之前就做出所有决定。你可能对某个特定的热泵型号情有独钟,但却发现在你所在地区很难找到该型号的零件和服务(尤其是在一个已经面临其他供应链问题的世界)。一个好的承包商会知道有什么可用的,它的性能如何与传统的暖通空调选项相比,以及对你所在气候最好的选择是什么。

询问推荐意见

找到一个承包商的最佳方法之一是找到其他与承包商合作过并对他们满意的人。如果你看到朋友或邻居家里有热泵,问问他们的经验。在Facebook或邻居社区的社交媒体论坛上查看当地社区的信息也是一个好办法。人们甚至可能会推荐你尝试其他承包商,或者他们可能会提供一些建议,告诉你一些令他们感到惊讶的意外问题,所有这些都是有帮助的。

“找到一个你认识的安装了热泵的人,并向他们咨询,”加德-穆雷说。“基本上,任何安装了热泵的人都会对此感到非常兴奋,你会听到越来越多的声音。就像热泵的兴奋之雪崩一样。我认为消费者的经验是最大的推动力。”

寻找优选经销商 {#look-for-preferred-dealers}

许多热泵制造商,包括Carrier、Daikin、LG HVAC和Mitsubishi/Trane,都为独立承包商提供了某种优选合作伙伴计划。 为了符合要求,这些承包商必须在使用设备方面达到一定的标准,从而满足制造商的理想期望。如果一个承包商从一个或多个制造商那里获得了这个认可,那是一个好的迹象。
承包商参加这类计划不仅证明了他们的知识和技能,而且这些承包商还倾向于在零部件和劳动方面提供更好的保修(并且有与供应商建立关系以确保他们能够获得所需的零部件)。例如,大多数标准的特灵无管道热泵配有10年保修(PDF),而由认证的特灵舒适专家安装的热泵通常具有12年的设备保修期,以及通过您的承包商直接提供的零部件和劳动附加保修。

书面获取多个报价

可靠承包商的一个好迹象是他们愿意为您准备一份详细描述潜在项目和成本的书面文件,而无需您承担任何承诺或付款。代表可能会来到您的家中进行现场考察,并为您提供项目成本的初步估计,但如果他们不愿意将其写下来——在您开始谈判之前——那就是一个巨大的警示信号
在迈克·里特与波士顿标准公司就他的热泵改造达成协议之前,双方经历了三个月的六轮项目提案。波士顿标准公司提出了几个不同的想法——有管道和无管道系统,不同的分区选项等——以及与每个选项相关的成本。这些文件甚至包括了有关保修的信息,以及里特在项目完成后可以期待的潜在折扣。正是这种对细节的关注使他决定冒险尝试,尽管前期成本较高。里特告诉我们:“我们之前对热泵了解不多。我们原本计划只是更换锅炉,但在与波士顿标准公司交谈时,我们开始意识到安装热泵并摆脱空调可能是可行的。”

检查承包商的细节关注

热泵系统具有令人印象深刻的模块化特性,几乎可以在任何家庭环境中使用。但这也是您的家,您将不得不接受承包商对其所做任何更改。一个好的承包商应该从第一次现场考察开始就密切关注任何潜在问题或障碍。这意味着您应该得到很多问题的答案。例如,他们是否注意到电路断路器上的安培数?他们是否给出了初步的安装单元的方式和位置的想法?他们的项目提案报价是否准确详细?波士顿标准公司的扎马尼告诉我们:“很多承包商可能会在没有真正进行正确测量和考虑应该考虑的因素的情况下安装这些系统。”他特别提到了承包商用于确定系统尺寸的软件,以及他们是否考虑了窗户和防风等因素。还有声学考虑因素:尽管热泵通常比其他暖通空调系统更安静,但室外装置仍然有风扇、压缩机和其他可能在小巷或卧室窗户旁引起问题的机械部件。这些都是您应该问的问题,但您也应该寻找一个能够发现您没有考虑到的事情的承包商。

谈论长期投资

选择一个不仅提供劳务的承包商。亚历山大·加德-穆雷说:“消费者应该询问承包商,并自己进行计算,以了解长期节省的金额,而不仅仅是前期成本。” 一个好的承包商将理解这项长期投资的重要性,并应该能够为您提供指导。理想情况下,他们还应该能够帮助您弄清如何支付,无论是提供融资选项还是帮助您获得众多热泵折扣中的一种。这可能包括联邦层面的激励措施,例如与2022年通胀减少法案相关的措施,以及您所在州提供的任何计划。例如,在马萨诸塞州,Mass Save计划为达到一定效率水平的任何翻新项目提供为期七年的零利率贷款,最高可达25000美元。一个好的承包商至少应该了解您可用的所有选择,并帮助您满足要求。

还有一件事要记住,这些资金并不总是来自同一地方,也不会同时到位。例如,通胀减少法案为低收入和中等收入家庭提供高达8000美元的预付款折扣。其他州级折扣可能需要您提交表格,并等待邮寄支票。还有一些激励措施以税收抵免的形式提供,所以您可能要等到明年四月才会注意到它们(到那时,您希望自己会因意外的盈余而感到惊喜)。

考虑全套服务

当您考虑您拟议项目的总成本时,要考虑您实际上从交易中获得了什么。不仅仅是热泵本身。还有客户服务,还有保修,还有如何使您的家尽可能节能的专业知识和指导。一些承包商甚至提供额外的服务,例如处理所有复杂和令人困惑的折扣文件工作。这是迈克·里特(Mike Ritter)选择波士顿标准公司进行热泵翻新的主要原因之一:该公司作为提案的一部分处理了所有文件工作,为他节省了试图应对那些复杂表格的麻烦和头痛。

波士顿标准公司的扎马尼(Zamagni)解释说:“我们从客户那里收集所有东西,为他们处理折扣,提交所有文件。”“这减轻了业主的负担,他们可能对整个过程感到不知所措。它有助于我们的整个服务包,所以对他们来说基本上是一个交钥匙系统。”

在撰写本指南时,我听到了一些关于由于与承包商的沟通不畅或文件处理不当而未能获得预期折扣的人的轶事。目前还不清楚这种情况有多常见,但这仍然是一个很好的提醒,有些事情在雇佣时值得更加谨慎,尤其是当您已经在一个预计会持续15年或更长时间的暖通空调系统上花费了数万美元时。

不要匆忙行事

“很多这些[暖通空调更换]决策都是在紧急情况下做出的,比如在冬天中途系统出现故障,”专门从事多户建筑可持续选项的公司Embue的总裁兼首席执行官罗伯特·库珀(Robert Cooper)说。“你会用最快的方式替换它。你不会四处比价。”
虽然我们无法阻止这类紧急情况的发生,但我们可以鼓励您提前考虑未来的热泵,这样您就不会陷入迫使您对效率低下的化石燃料加热器做出15年承诺的境地。花几个月时间商议项目报价,然后根据设备和劳动力的可用性安排安装是完全正常的。如果潜在的安装商试图迫使您迅速行动,尤其是如果您不处于供暖或制冷紧急情况下,那就是另一个警告信号。 除了与设备生活了15年之外,您还可能与承包商建立长期关系。如果出现任何问题,在保修期内,您将继续与他们联系。

对于某些安装来说,重要因素

值得重申的是,总体而言,热泵不仅比其他家庭供暖和制冷系统更环保和高效,而且更模块化和适应性更强。到目前为止,我们试图关注那些对任何寻求购买热泵的人都适用的建议。但是根据您的情况,我们在研究中收集到的其他一些有用信息可能对您来说要么非常关键,要么完全无关紧要。

天气化的重要性

即使您购买了最先进的热泵系统,如果您的家里有漏风,它也不会起到太大作用。根据能源之星的数据,不足绝缘的房屋可能会泄漏高达20%的能源,这会进一步增加房主每年的供暖和制冷成本,无论他们使用何种HVAC系统。漏风的房屋往往更老旧,更依赖化石燃料;事实上,根据美国能源信息管理局的数据,仅有三分之一的美国住宅负责产生近75%的所有住宅碳排放。这些排放还倾向于对低收入社区和有色人种产生不成比例的影响。
许多州级激励计划不仅鼓励,而且要求在您符合热泵折扣或贷款资格之前进行更新的天气化。其中一些州还提供免费的天气化咨询服务。如果您住在一个有漏风的房屋中,这是在您开始联系承包商安装热泵之前要考虑的事情。

变频器的差异

大多数热泵使用变频器技术。传统的空调只有两个速度---完全开启或完全关闭---而变频器允许系统以可变速度连续运行,仅使用维持舒适温度所需的能量。最终,它使用的能量更少,噪音更小,几乎一直都感觉更舒适。我们在对便携式空调器窗式空调器的指南中推荐的顶级产品都是变频器型号,我们强烈建议您选择一个带有变频器冷凝器的热泵。
变频器技术也与热泵技术的可变效率相结合效果很好。您不必担心在离开家一段时间时将系统调低或关闭,因为系统将自动调节,以保持温度,几乎不消耗任何能量。打开和关闭系统实际上会比让它运行更耗电。

热泵如何应对极寒天气

热泵在过去主要在南方州比较常见,并且它们在寒冷天气中效率较低或完全失效的声誉也不好。明尼苏达州的清洁能源非营利组织能源与环境中心在2017年的一项研究中比较了旧的热泵与最近设计的热泵系统,发现旧的热泵系统在华氏40度以下的温度下效率显著降低。但是它还发现,2015年之后设计和安装的热泵在华氏零下13度的温度下仍然正常运行---而在更温和的条件下,它们比标准电加热系统高两到三倍的效率。麻省理工学院斯隆管理学院的系统动力学和信息技术讲师哈维·迈克尔斯解释说:“室外温度越低,机器从空气中吸热并将其转移到室内的难度就越大,就像是在向上推。” 基本上,当热泵需要首先找到热量时,它移动热量就更困难了---但是这只在极端条件下发生。如果你担心零下的温度,你的家几乎肯定已经安装了一个强大的供暖系统,你可能是一个适合使用混合供暖或双供暖系统的好候选人。

混合供暖或双供暖系统

在一些情况下,安装一个新的热泵并保留燃气或燃油燃烧器作为备用可能比仅仅依靠热泵更便宜、碳排放更低。这种安装方式被称为双供暖或混合供暖系统,在经常遇到零下温度的地方效果最好。由于热泵在极寒天气下效率较低,这种想法是通过使用化石燃料来帮助将室内温度提高到热泵最佳工作温度,通常在华氏20到35度之间。可以将其类比为混合动力汽车的工作原理。
麻省理工学院斯隆商学院的哈维·迈克尔斯(Harvey Michaels)是州级和联邦气候政策委员会的顾问,他在一篇2021年的文章中详细阐述了混合热泵的潜力。正如他在那篇文章中解释的那样,一旦温度开始降到冰点以下,根据当地能源价格,天然气可能比热泵更便宜。即使在最寒冷的日子里你打开了燃气,你仍然至少减少了家庭碳排放量的50%,所以对环境来说仍然是一种胜利。
这在表面上可能听起来有些违反直觉:如何通过使用碳基能源来减少碳排放?但是数学证明了这个结论。如果由于寒冷天气,你的热泵的工作效率只有100%(而不是通常的300%到500%),那么你需要使用三倍的电力将家中的温度提高到最佳工作条件。在麻省这样的州,75%的能源来自天然气,这将使用比只是打开地下室的燃气燃烧器将房屋温度提高到基准温度所需的更多化石燃料。
亚历山大·加德-穆雷(Alexander Gard-Murray)在他的《3H混合供暖住宅》报告中研究了这种系统如何加快热泵的应用和整体脱碳过程,他说:“显然,我们希望尽可能减少化石燃料的排放。如果你在想,‘我安装了一个新的燃气炉,我不会拆掉它,但是我想要一个新的冷却系统,它们可以一起工作。这也是你可以问你的热泵承包商的另一个问题。”
混合供暖系统并不是一个永久的解决方案,而是一个过渡工具,可以帮助减轻电网和人们的经济压力,同时公用事业公司朝着更可再生的电网转变。

便携式或临时热泵怎么样呢?

到目前为止,我们一直在谈论永久性的热泵安装。虽然这最终是利用这项技术的最佳方式,但我们意识到并不是每个人都能对他们的住宅进行重大的物理改变。也许你是个租房者。也许你住在一个有复杂翻新规定的公寓或历史区。也许你的家有一个超出主要热力封闭区的扩建部分。或者也许现在的价格对你的预算来说太高了。无论原因是什么,你可能想知道是否仍然有一种更灵活的方式来获得热泵的好处,而不需要承包商的帮助。
答案是:嗯,有点。 在我们的研究和测试过程中,我们发现了一些便携式和窗式空调器具备热泵功能,包括Honeywell MN4HFS9Midea MAW12HV1CWTFrigidaire FHWH082WA1。这些型号中的每一个都在技术上都能按照广告所说的工作;特别是Frigidaire是我们长期推荐的窗式空调器的一个变种,而Midea是我们首选型号的一个更大版本,但没有节省窗户空间的功能。但这正是问题所在:这些便携式热泵占用了宝贵的窗户和/或地板空间,这可能是你本来想要使用的。这可能是一个值得的牺牲,对于夏季或冬季的一部分来说,但你真的想要在整个春季和秋季放弃整个窗户吗?

在某些情况下,这可能是合适的。也许你住在一个冬季相当温和的地方,有一个带有很多窗户的办公室或附加建筑,需要一点气候控制。在这种情况下,Midea MAW12HV1CWT的变频压缩机可能比标准的1500瓦空间加热器更好,更高效(即使热量可能不像红外线那样立即令人满意)。然而,我们仍然建议尽可能地对房间进行防风处理。你已经通过绝缘材料和窗户框之间的间隙泄漏了一些空气,你不想浪费更多的能源。

与传统的热泵一样,这些临时设置在维持舒适温度(60到70度之间)时效果最好,而不是主动加热或冷却空间。一旦室外温度降到40度以下,你可能需要找到另一种供热来源。但如果你住在一个全年气候较暖的地方,这不是一个问题,那么便携式或临时热泵可能是一个不错的选择。

如何开始寻找你的热泵

  • 在你当前的系统出现故障之前开始寻找。
  • 向你的朋友、邻居和/或当地社交媒体群体寻求推荐。
  • 研究当地的折扣和其他激励计划。
  • 确保你的家是密封的和防风的。
  • 与几个承包商交谈,并将他们的报价以书面形式记录下来。
    *本文由Harry Sawyers编辑。

深入了解地源热泵

尽管本指南主要关注空气源热泵,但我们提供的大部分建议也适用于地源或地热热泵。这些系统从你家底下的一个直径为6英寸的水管中提取热量,并且可以在大部分国家使用。土壤温度比空气温度更稳定;在冬季,它通常比空气温度更高,在夏季则更凉爽。这使得热泵系统更容易提取和移动热量(并且在面对意外极端天气事件时,理想情况下应该导致更一致的电费)。

当然,地热系统的额外便利性也带来了一些复杂性:也就是说,你必须在你的院子里安装那个井[🔗58]。根据美国能源部的说法,你的承包商通常需要挖掘一个大约6英尺深的水平井;或者,如果你不愿意破坏整个草坪,你也可以钻一个单独的垂直孔,深度在300到600英尺之间,这取决于土壤情况。还有可能将几个物业的管道合并到一个集体井中。根据你所在的地方,这可能涉及一个冗长的许可过程,而且需要足够的空间停放钻机。

虽然这当然增加了项目的成本,但许多热泵补贴计划为地源安装提供了更好的激励措施,使价格与空气源热泵更加接近。 例如,空气源热泵的联邦税收抵免额度限制为2000美元,而地源热泵的税收抵免额度可达到总费用的30%,没有上限。地热热泵的寿命也更长,硬件平均寿命约为25年,管道本身的寿命可达50年或更长。维护成本通常也较低。而且,您的年度能源使用量应该更加可预测。

来源

  1. Mike Ritter,业主,电话采访,2022年1月9日

  2. Leo Pesegoginski,波士顿标准管道、供暖和冷却项目经理,面对面采访,2022年2月11日

  3. Dan Zamagni,波士顿标准管道、供暖和冷却运营总监,电话采访,2021年9月14日

  4. Alexander Gard-Murray,布朗大学沃森国际经济与金融研究中心气候解决方案实验室博士后研究员,面对面采访,2021年9月10日

  5. Stephen Pantano、Matt Malinowski、Alexander Gard-Murray和Nate Adams,3H混合供暖住宅:美国家庭电气化供暖和降低能源账单的激励计划,CLASP,2021年5月26日

  6. Gary Woodruff,HD Air销售经理,电话采访,2021年7月27日

  7. Sabrina Shankman,麻省每年应将10万个住宅转换为电热。实际数字:461,波士顿环球报,2021年8月21日

  8. Brad Plumer,“热泵”是应对热浪的答案吗?一些城市认为是这样。,纽约时报,2021年6月30日

  9. Harvey Michaels,让我们向混合热泵迈进-造福气候、节能、健康和公平,领英,2021年6月29日

  10. David Yuill,内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程副教授,电话采访,2021年7月28日

  11. Harvey Michaels,麻省理工斯隆管理学院系统动力学和信息技术讲师、能源管理实践和创新研究主任,Zoom采访,2021年9月2日

  12. Amy Boyd,Acadia Center政策总监,Zoom采访,2022年1月21日

  13. Robert Cooper,Embue总裁兼首席执行官,面对面采访,2021年9月9日

  14. Cynthia Stone Creem和Lori A. Ehrlich,改善家庭供暖的未来,波士顿环球报,2021年11月23日

  15. Jon Gorey,关于为家庭添加热泵的一切你需要知道的,波士顿环球报,2021年11月7日

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