Новое исследование Оксфордского университета показало, что воздушные тепловые насосы более эффективны, чем мазутное и газовое отопление, при холодных и отрицательных температурах.
Тепловые насосы — это экономичный, эффективный и низкоэмиссионный способ охлаждения и обогрева жилых домов. Общие продажи тепловых насосов выросли на 11% в 2022 году, а продажи в США впервые обогнали продажи газовых котлов в том же году. Однако сохраняются неверные сведения и недопонимание относительно способности воздушных тепловых насосов работать при температурах ниже нуля.
Новое исследование, проведенное учеными из Оксфордского университета и Regulatory Assistance Project (RAP), показало, что тепловые насосы не только превосходят по эффективности мазутные и газовые системы, но и надежно работают при температурах значительно ниже 0°C (32°F).
Результаты для умеренного холодного климата
Исследователи пишут в журнале Joule о коэффициенте производительности (COP) тепловых насосов — соотношении полезной тепловой мощности к потребляемой энергии:
Типичные значения COP для тепловых насосов находятся в диапазоне от 3 до 6, что означает, что на каждую единицу потребляемой электроэнергии создается от 3 до 6 единиц тепла. Средний годовой COP 3-4 является обычным для бытового применения.
Исследователи анализировали работу воздушных тепловых насосов в условиях умеренного холодного климата в Канаде, Китае, Германии, Швейцарии, США и Великобритании. Они построили график средних измерений COP в зависимости от внешней температуры, полученный из семи полевых испытаний в пяти странах. Линия тренда, рассчитанная с использованием сглаживания локально взвешенными диаграммами рассеяния, показана на приведенной ниже диаграмме:
Они пришли к выводу:
При наружной температуре от 5°C до −10°C средний COP по всем системам составил 2,74, а медианный — 2,62, что достаточно для удовлетворения потребностей в отоплении с гораздо более высокой эффективностью, чем у альтернатив с использованием ископаемого топлива и электрического резистивного нагрева.
В климатических условиях, где температура остается выше -10°C (14°F), воздушный тепловой насос способен справиться с задачей самостоятельно — более дешевым и гораздо более экологичным способом, чем отопление на ископаемом топливе. По утверждению ученых, резервный мазутный или газовый источник отопления не требуется.
Результаты для экстремально холодного климата
Команда также протестировала специально разработанные «тепловые насосы для холодного климата» в условиях экстремального холода в Миннесоте, Аляске и Финляндии. Они обнаружили, что эти агрегаты «могут работать с COP от 1,5 до 2. Однако, учитывая соответствующее увеличение потребности в отоплении и снижение эффективности устройств, может потребоваться некоторая форма резервного отопления».
Исследователи пришли к выводу, что «резервное отопление обычно включалось только тогда, когда наружная температура падала ниже −10°C (14°F) или ниже. При температуре выше −10°C (14°F) тепловые насосы могли обеспечивать необходимое тепло с относительно высокой эффективностью».
Мнение Electrek
Если у вас дома установлена газовая или мазутная система отопления, стоит рассмотреть возможность установки теплового насоса. А если вы живете в очень холодном климате, вы сможете использовать тепловой насос большую часть времени, а старую систему включать в качестве резерва на случай сильных морозов.
Наличие теплового насоса позволит снизить ваши расходы на отопление, а также выбросы от вашего дома. И поскольку температуры в целом продолжают расти, тепловой насос будет охлаждать ваш дом и в более теплые месяцы.
Читайте также: Тепловой насос американской компании работает при температуре ниже -22°F
Если вы живете в районе, где часто происходят стихийные бедствия, и хотите повысить устойчивость своего дома к отключениям электроэнергии, рассмотрите возможность перехода на солнечную энергию и установки системы хранения энергии на аккумуляторах. Чтобы найти надежного установщика солнечных батарей рядом с вами, предлагающего конкурентоспособные цены, посетите EnergySage — бесплатный сервис, который облегчит вам установку солнечных батарей. У них есть сотни проверенных установщиков солнечных батарей, которые конкурируют за ваш заказ, гарантируя вам высококачественные решения и экономя 20-30% по сравнению с самостоятельной установкой. Кроме того, пользоваться сервисом бесплатно, и вы не будете получать звонки от продавцов, пока не выберете установщика и не поделитесь с ним своим номером телефона.
Ваши персональные предложения по солнечной энергии легко сравнить онлайн, и у вас будет доступ к беспристрастным энергетическим консультантам, которые помогут вам на каждом этапе. Начните здесь. —реклама*
Лучший комментарий от Luke Gehrke
Понравилось 4 людям
IRA также предоставляет некоторую финансовую помощь (я думаю, что это налоговый кредит) для тепловых насосов, что, безусловно, помогает при потенциальной разнице в капитальных затратах. Я хотел бы представить точку зрения на смену топлива: у меня есть тепловые насосы типа «мини-сплит» (с 2020 года; не версия для холодного климата) и совершенно новый конденсационный котел с модуляцией около 98% для радиационного отопления, который я только что установил, чтобы заменить свой 30-летний котел. Мои мини-сплиты отлично работают весной/осенью, но зимой в штате Мичиган я использую природный газ для отопления. Я бы хотел, чтобы у меня была версия мини-сплит тепловых насосов для холодного климата — тогда, возможно, стоимость природного газа и стоимость электричества для обогрева моего дома были бы ближе. В Мичигане стоимость за БТЕ у природного газа ниже, чем у электричества, но выбросы CO2 для меня выше (я покупаю солнечную энергию у своей коммунальной службы, поэтому мой источник электричества — «возобновляемый»). Тем не менее, мы несколько раз в год теряем электроэнергию… гораздо проще запустить насос котла от генератора, чем тепловой насос. И мини-сплиты, и котел в итоге обошлись мне примерно в 4000 долларов каждый (котел также является водонагревателем мгновенного действия — это здорово… но, полагаю, он не охлаждает мой дом так, как мини-сплит. Мне также пришлось нанять техника для заправки хладагентом линий мини-сплитов). Так что, пожалуй, единственная моя претензия — это устойчивость энергосистемы и развитие технологий. Приятно видеть в этой статье, насколько больше энергии тепловые насосы для холодного климата могут извлечь из единицы энергии.
Посмотреть все комментарии