空气源热泵,地源热泵“地热吗?”

让我们澄清一些困惑关于热泵的术语——谷歌搜索地热供暖系统,你会发现也许成千上万的公司使用“地热”这个词来形容地源热泵,两个系统,只有一个共同点:他们坐在地上。甚至政府组织泥泞的故事之所以称其为“地热热泵”。

真正的地热系统直接使用热量从自然资源如温泉、间歇泉和火山热点,这是一个遥远的可能性在美国&加拿大无论这些条件存在。

地源热泵或GSHP只是空调使用地下水或土壤冷却冷凝器而不是外部线圈和风扇。它使用电力泵热能的地方不是想没关系。它向后运行泵热,更有效地使用乘数比直接使用电力,通常表示为警察评级(性能系数)。

所以,我们正在调查这绝对是比较的性能GSHP和ASHP——而不是真正的“地热”加热真正意义上的词,但是嘿,很多人称呼它,他们也要寻找它,对吧?

GSHP v ASHP——他们比较怎么样?

可持续的技术评估程序(步骤)是耗尽校园生活的城市在Kortright,你可以找到原型可持续的房子(灰)。这两个房子作为一个活生生的实验室有超过400校准传感器,监测建筑的系统的性能。还有一个现场气象站测量室外气象条件,提供特有的气候数据。

许多研究已经通过一步程序,从低强度开发雨水管理能源效率和可再生能源的研究。Ecohome将总结并提供有价值的信息对我们的读者。

经常有一个鸿沟分离那些进行的研究在该领域将大大受益于这项研究的结论和我们希望弥合这一差距。第一个研究着眼于两种形式的热泵;地源和气源。

Zuba中央空气源热泵
Zuba中央空气源热泵©可持续技术评估程序

热泵技术发展迅速,导致energy-savvy建筑商注意技术的提高和价格的下降。如果您不熟悉热泵是如何工作的,想象一个冰箱;它不会创建的寒冷,它只是凝结热一边的围栏和移动到另一边。释放的热量是通过线圈的冰箱和温暖你的房子一点在这个过程中,这是相同的过程发生在一个空气源热泵(ASHP)坐在家里内部或外部。“热泵”相关的名字的一部分,这些系统基本上泵热从它并不是想在哪里,或者没关系。这就是为什么存在所谓的分离系统,这些既能加热和冷却,根据泵运行。

也许起初似乎违反直觉利用寒冷的冬天空气加热你的房子,但只要温度高于绝对零度(-273°C),有一些热能。没有空气的交换发生在与一个ASHP;外热仅仅是浓缩和分散在室内空气流通时通过加热线圈。在夏天,系统改变冷却你的家。

WaterFurnace地源热泵
WaterFurnace地源热泵©可持续技术评估程序

地源热泵(GSHP)运行在同样的原则下,从地面中提取热量,然后可以用于家庭供暖。在这里,地热供暖简而言之的概念。GSHPs也工作在反向冷却你的家,这是系统的效率的一个重要因素,而冷却你的家在夏天你是变暖地面供暖季节。无论你选择哪个系统——空中或地面源、冷凝和热从一个地方转移到另一个更有效的产生热量,热泵的原因是一个热门话题性能建立社区。

我们将涵盖以下的结论比较地源和空气源热泵,总体成本以及效率的性能,以确定它是最好的。

机械加热系统被测试:

房子一

加热10.5千瓦(3吨)高效生产的可变容量空对空源热泵三菱™与线圈直接扩张空气处理单元(摘要)和多速风扇提供温暖和寒冷的空气空间加热和冷却。

房子B

加热13.3 kW高效生产的地源热泵WaterFurnace™连接到两个152.3米(500英尺)水平在院子里循环。

地源热泵和空气源热泵——这是最重要的?

有趣的是要注意从一开始,就是在测试过程中,这两种热泵作为独立的单位(即不包括循环泵泵或风机)实际上超出了制造商和EnerGuide评级,与性能系数(cop)以上5在冷却的季节,3在供暖季节。

暂时无视安装成本,这意味着每月帐单——传统电阻热(护壁板加热器、锅炉、烤面包机、吹风机等)有一个警察的意思是一个单位的电力生产一个单位的热量。

所以,警察3意味着你得到三倍与热泵热对于你所花费的每一美元而正常的电加热器。空调2和3之间通常有一个警察,所以如果一个热泵在冷却模式下有一个警察/ 5,你可以合理地预期削减运营成本相比,一半到一个专用的a / C单位。

还有其他因素在起作用,可能会降低效率和一些系统配置,可以提高效率,但我们会坚持的基本性能。更大的细节中可以找到完整的技术简单。

气温变化比地面温度在所有季节,所以地面源地热系统有一个明显的优势的形式更容易预测和一致的操作条件。这是说明在测试的性能ASHP被更多的负面影响比GSHP冬季气温下降。然而,ASHP并保持室内热舒适的室外温度低至-24°C没有补充热量。地面不低于地源热泵的运行温度,因此,假定系统的适当大小的空间需要热量,你不应该需要一个辅助系统。

关于空气源热泵,不免让人质疑,这样的温度在- -25°C和冷吗?从历史上看,这一直是一个问题与一个ASHP唯一热源在寒冷的气候。有一天你最需要它的时候,它可能不提供热量。更糟糕的是不久前,当他们只运行到-10°C。如果考虑到一个离网运行在太阳能电池板和电池,或者备份热“以防”或长时间停电的情况下,也许考虑高效电力免费木颗粒炉设计离网使用,在这里看到。

在这个测试用例系统加上一个备份mini-boiler供应热水的加热盘管空气处理单元(摘要)当ASHP无法。系统将热量少与锅炉效率,而不是在其热泵模式(如警察降到1像其他电加热器),但至少你有热,当你需要它。和天冷不太常见的除了在遥远的北方,所以对于绝大多数的时间在加拿大或美国最密集的地区,这样的一个混合动力系统将运行在其有效的模式。

值得注意的是,测试只是在热泵进行了与系统操作模式,不是用电阻炉。生活的城市校园里进行了测试在大多伦多地区,气候对加拿大的中间地带。模型模拟五大加拿大城市表明,两种技术都可以执行在加拿大的气候和也应该表现良好在冷状态的美国。另一个尝试,如果在寒冷的气候区是一个DIY太阳能空气加热器——在这里看到。

温度影响热泵效率

从寒冷的空气中提取热量的效率可能比挤压湿海绵水。海绵水分越少,你越要挤压。寒冷的空气,需要更多的能源紧缩的热量。

的平均COP空气源热泵供暖季节是3,但其实际效率不同,从4.9到1.6的警察室外温度降至9˚C -19˚C在冬季。

地下水温度的一致性意味着GSHPs的效率远低于ASHPs波动,并在测试期间发现GSHP根本执行比ASHP总体效率略高,但是不要让这一事实让你独自决定;有更多的变量来考虑。

选择一个热泵

在寒冷的环境中,一个地源热泵运行更有效地比空气源,但地面不是空气一样容易。你需要钻孔钻,或者如果你有一大块土地,你可以挖一个深沟和安装水平循环。然而,这些选项都是非常昂贵的。所以在气候类型的系统可以提供加热和冷却对大部分或全部,ASHP有明显的成本优势。

家庭规模是另一个重要的变量,特别是地面源。的前期成本GSHP成本变得越来越有效服务更大的空间,成为一个低成本建筑预算总额的百分比。同时,切大比尔一半可以节省你的钱比小比尔削减一半,和储蓄是决定了投资回收期。

的另一个考虑而优先组件构建预算,是转移热量生成和更多的钱对热量保留;意思,花在绝缘加热会导致需要花更少的基础设施(更不用说节省操作)。额外的绝缘总是我们建议第一,和哪种类型的绝缘、多少和在哪里使用它覆盖吗。

失去的热量更少意味着你需要添加更少的热量,所以一些远见在设计阶段你可以满足供暖需求更紧凑和负担得起的系统。

这个特殊的空气源变量得分点,不是地源。你可以缩小到一个小ASHP,但没有在巨大的成本与钻孔或大规模开挖事业GSHP水平循环。

总体结论:空气源热泵v地源热泵

没有单一的正确答案在决定哪个系统更符合成本效益的消费者。你需要权衡自己做出这一决定的变量。但作为一般规则——GSHPs可能是更好的对于非常大的家庭和那些在非常寒冷的天气。ASHPs肯定更划算小、高效家庭和任何中等大小的温带气候。

ASHPs资本成本较低但也有其他重要的因素,并不总是反映在一个简单的回报分析。例如,GSHP的接地回路是由制造商声称去年超过50年,甚至100年,在其长寿命将提供一个更好的源和汇的热能。

在城市背景下,ASHPs拒绝外部空气的冷却热季节,可能加剧城市热岛,GSHPs拒绝热地面存储供暖季节。共享的社会公益GSHP在这种背景下无疑是真实的,但很难赚钱。

安装ASHP系统的初始成本略高于电动或天然气炉,但你会收回一部分投资每月补充道。投资回收期将很大程度上取决于在你地区电价,这在加拿大和美国的省份都有很大不同。在撰写本文时,魁北克水电基础利率每千瓦时5.4美分,安大略省最高利率可以棘手的计算有时但高达17.5美分每千瓦时。

在许多地方,最具成本效益的使用ASHP技术的改造现有的股票将电热建筑。这将立即削减年度供热成本的3倍,并提供非常有吸引力的回报。

研究表明,加热一个家庭与热泵代替天然气锅炉炉或收益率碳排放储蓄与平均车路。

逐步过渡到与热泵加热提供了系统所有者的利益超越了简单的经济动机。随着各级政府开始越来越积极地应对全球气候变化的威胁,过渡到更高效热源算是一种“无痛”方法,帮助实现碳减排目标从资源开采的同时减少环境破坏。

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