Сколько мини-сплит мне нужно для дома?

Краткий ответ? Вам потребуется 24 000 БТЕ на 1 000 квадратных футов пространства.

Но давайте разберемся с этим еще немного. Чтобы поговорить об этом, сначала нам нужно поговорить об аббревиатуре BTU . Это расшифровывается как британская тепловая единица и является стандартным измерением в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. По сути, мы используем измерения в BTU, чтобы говорить о том, сколько тепловой энергии система может удалить из помещения. Чем больше ваше внутреннее пространство, тем больше БТЕ потребуется вашей системе теплового насоса.

Когда технические специалисты HVAC устанавливают систему с тепловым насосом в воздуховоде, они решают, сколько БТЕ потребуется вашей системе в целом, и соответственно выбирают размер.Но для бесканальной системы с тепловым насосом этот расчет выполняется для каждой секции. Для этого технические специалисты задают вопросы: сколько БТЕ необходимо в спальнях наверху? Насколько большой у вас внизу? Есть ли какие-либо серьезные препятствия или преграды, мешающие воздушному потоку?

Таким образом, вычисление того, сколько мини-секций вам понадобится, может быть довольно сложным вычислением, но вот общее практическое правило: на каждые 1000 квадратных футов пространства в вашем доме вам понадобится емкость системы (объединенные мини-секции или центральный), способный обрабатывать 24 000 БТЕ.

Все сказанное выше, планирование стратегии мини-сплит — это работа, которую лучше доверить профессионалам: есть нюансы для определенных пространств вашего дома, таких как зоны с интенсивным движением, кухни или комнаты с большим количеством окон. (И если вы пройдете через Sealed, наши технические специалисты разберутся со всем этим для вас, когда они спроектируют вашу новую систему.)

Сколько стоит тепловой насос?

Стоимость системы с тепловым насосом может варьироваться в зависимости от размера вашего дома, планировки вашего пространства, места, где вы живете, а также от того, будете ли вы использовать существующие воздуховоды или устанавливать бесканальную мини-сплит-систему.Вам также необходимо учитывать стоимость профессионального монтажа. Приобретение системы климат-контроля для вашего дома — это значительные расходы в любой ситуации, и система теплового насоса не исключение.

Тем не менее, установка теплового насоса в вашем доме имеет смысл с экономической точки зрения. Прежде всего, если вы живете в подходящем районе, вы можете установить систему теплового насоса без предварительной оплаты. (Вы заплатите деньгами, сэкономленными на энергии, а если вы не сэкономите на энергии, вам не придется платить.)

Но даже если вы платите за свой тепловой насос из собственного кармана, это, как правило, отличное вложение. Они значительно сокращают ваши затраты на электроэнергию (особенно если вы также должным образом герметизируете и изолируете свой дом), и их относительно просто поддерживать. Учитывая, что ваш тепловой насос представляет собой законченное решение HVAC, которое заменит вашу систему отопления и охлаждения, это отличное пожизненное соотношение цены и качества.

Хотите узнать, подходят ли тепловые насосы для вашего дома? Позвоните нам по телефону 844-265-2164 — наши специалисты по домашнему комфорту готовы обсудить это.

Тепловые насосы для жилых домов в США: частный экономический потенциал и его выбросы, здоровье и влияние энергосистемы

Чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, мировая экономика продолжает искать возможности для сокращения выбросов парниковых газов. Одна из таких возможностей — электрификация, когда энергоемкие виды деятельности переключаются с использования ископаемого топлива на чистую электроэнергию. В жилом секторе основным направлением электрификации является замена существующих обогревателей для нефти, природного газа, пропана или неэффективных резистивных электрических обогревателей на тепловые насосы, что заменяет потребление ископаемого топлива на месте и использованием электричества.Такое переключение может снизить выбросы парниковых газов или других загрязняющих веществ при условии, что в течение срока службы устройства электричество, используемое для его питания, будет достаточно чистым, чтобы иметь более низкие выбросы, чем при прямом сжигании ископаемого топлива.

Тепловые насосы — это реверсивные кондиционеры. Летом они действуют как кондиционеры. Зимой они реверсируют поток хладагента, поглощая тепло снаружи и отводя его внутрь здания.Электричество используется для механической работы по перемещению тепла, а не для его производства. Отношение количества тепла, которое в конечном итоге доставляется в отапливаемое пространство, к количеству энергии, поставляемой в виде электричества, обычно намного больше единицы. Даже с учетом того факта, что выработка электроэнергии за счет сжигания угля или природного газа менее эффективна, чем сжигание природного газа в домашней печи, переход на тепловой насос обычно снижает чистые выбросы парниковых газов в здании.Таким образом, во многих исследованиях изучается, в какой степени использование 100% тепловых насосов снизит чистые выбросы парниковых газов во многих частях мира [1].

Использование тепловых насосов для бытовых нужд, однако, имеет последствия, выходящие за рамки сокращения выбросов парниковых газов. Это может увеличить ущерб здоровью, вызванный определенными загрязнителями воздуха. Хотя бытовые печи и котлы часто производят больше чистых выбросов парниковых газов, чем тепловые насосы, они часто производят меньше вредных для здоровья загрязнителей, таких как SO ₂ , NO _x и PM _2.5 , чем производится, когда такое же количество тепла доставляется путем выработки электричества и использования его для питания теплового насоса [2]. Внедрение теплового насоса может затруднить управление электросетью, поскольку внедрение крупномасштабного теплового насоса может значительно увеличить пиковую потребность в электроэнергии [3]. И его частные затраты могут перевесить его общественные выгоды, потому что тепловые насосы дороже в установке, чем печи или бойлеры, а электричество часто дороже топлива, такого как природный газ [4].Учитывая эти последствия, в данном исследовании исследуются частные и государственные компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также оценивается, как эти компромиссы меняются по мере того, как увеличивается использование тепловых насосов, тепловые насосы становятся дешевле, а электросеть становится чище.

В литературе исследуются эффекты внедрения тепловых насосов с использованием различных структур моделирования энергопотребления. Эти схемы обычно включают моделирование энергопотребления дома до и после внедрения теплового насоса. Путем проецирования оценок цен на энергию и выбросов на эти профили энергопотребления исследование оценивает затраты и / или выбросы дома как до, так и после внедрения теплового насоса.Хотя эта общая стратегия уместна, в литературе обнаруживается множество недостатков, которые снижают полезность метода в качестве руководства для принятия решений.

Многие исследования, например, не в состоянии изучить компромиссы между экономикой, пиковым спросом на электроэнергию, ущерб здоровью и выбросами парниковых газов или показать, как эти компромиссы влияют на потенциал внедрения тепловых насосов. Ханова и Доулатабади оценивают чувствительность сокращения выбросов CO ₂ от перехода на наземные тепловые насосы к интенсивности выработки электроэнергии CO ₂ , затратам на энергию и эффективности теплового насоса [5].Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк считает, что бытовые потребители, как правило, не видят никакой выгоды от перехода на электрические тепловые насосы, но переход снизит выбросы CO ₂ и принесет пользу коммунальному предприятию за счет смещения спроса с летнего пика [6 ]. Ни в одном из исследований не рассматривается влияние на выбросы других загрязнителей. Уэйт и Моди оценивают влияние (частичной) электрификации отопления на пиковое потребление электроэнергии в системе, но не принимают во внимание какое-либо воздействие на окружающую среду [3].Кауфман и др. обнаружили, что при сочетании технологических усовершенствований и климатической политики тепловые насосы могут быть конкурентоспособными по стоимости по сравнению с газовыми печами в различных климатических условиях США [7]. В некоторых исследованиях изучаются аспекты этих компромиссов, но не учитываются капитальные затраты на тепловые насосы [1, 8], изменения в пиковом спросе на электроэнергию [9] и / или монетизированный ущерб от критериев загрязнителей воздуха [1, 8, 10, 11]. Без полного учета этих компромиссов трудно проанализировать плюсы и минусы различных темпов внедрения тепловых насосов, поэтому большинство исследований игнорируют это обсуждение, анализируя влияние только 100% внедрения тепловых насосов [1, 10, 12].

Еще одним недостатком является невозможность моделирования выбросов домов и электросетей с почасовым разрешением. Во многих исследованиях моделируется потребление энергии домашним хозяйством в годовом [13] или сезонном [9] масштабе времени. Аналогичным образом, во многих исследованиях используются годовые или усредненные коэффициенты для количественной оценки выбросов в электросети [1]. Без использования почасового разрешения эти исследования не могут точно зафиксировать суточные и сезонные колебания потребности в отоплении, производительности теплового насоса, выбросов в электросети или пикового спроса на электроэнергию, которые влияют на компромиссы при внедрении тепловых насосов.

Большинство предыдущих анализов также предполагают статическую сеть: их анализ выгод и затрат действителен только для электрической сети, как это было на момент анализа. Фактически, электрическая сеть США имеет [14], и — если текущие предложения по политике будут успешными [15] — будет продолжать становиться значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня. В этом анализе мы учитываем быструю очистку электросети. В соответствии с «прогрессивным» сценарием исследования Национальной Оценки Электрификации Института Электроэнергетики (EPRI) за 2018 год, мы предполагаем, что выбросы CO ₂ в электросети и ущерб здоровью снизятся на 45% и 75% в период с 2017 по 2032 год [16]; что ущерб от выбросов CO ₂ оценивается в 40 долларов за тонну [17]; стоимость и производительность теплового насоса статичны.Мы также учитываем утечку метана при добыче, транспортировке и распределении природного газа, которая затрагивает как бытовые печи, так и газовые электростанции.

Литература также неадекватно отражает разнообразие жилищного фонда, регионов электросетей и климатических условий. Многие исследования анализируют внедрение тепловых насосов путем моделирования отдельных типов зданий [2, 13, 18, 19] или нескольких архетипов зданий [10], которые не могут адекватно охватить разнообразие зданий в жилом жилищном фонде.Хотя в других исследованиях используются вероятностные методы для создания сотен или тысяч имитаций зданий, чтобы более тщательно отразить разнообразие жилищного фонда, они сосредоточены на отдельных электрических сетях и климате [1, 8]. Без моделирования различных домов, регионов электросетей и климатических условий с помощью одного и того же метода моделирования эти исследования не позволяют адекватно исследовать разнообразие ситуаций, которые делают внедрение тепловых насосов столь нюансированным.

Из-за этих недостатков в литературе не полностью исследуются последствия внедрения тепловых насосов.Он не уравновешивает экономические, электросетевые, медицинские и климатические компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также не учитывает полную стоимость и преимущества высоких темпов внедрения тепловых насосов.

В этом исследовании мы устраняем описанные выше пробелы. Мы учитываем неоднородность нынешнего жилищного фонда страны и то, как эта неоднородность взаимодействует с различиями в региональных электрических сетях и климате. Мы учитываем как капитальные, так и эксплуатационные затраты на переоборудование тепловых насосов в современные дома.Мы также оцениваем ущерб здоровью, ущерб от выбросов парниковых газов и влияние на пиковый спрос на электроэнергию. Мы оцениваем, как меняются выгоды и затраты от внедрения теплового насоса по мере увеличения проникновения теплового насоса (т. Е. Мы не предполагаем 100% проникновения). Наш анализ также признает, что в отсутствие политики скорость принятия, вероятно, будет определяться частными выгодами для пользователей. Мы учитываем тот факт, что сеть будет развиваться в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня. Наконец, мы проводим анализ чувствительности, чтобы оценить влияние климатической политики (например,грамм. налог на выбросы углерода) и ускоренное снижение интенсивности выбросов в энергосистему. Для этого мы исследуем экономические компромиссы, выбросы и пиковый спрос при внедрении тепловых насосов для 400 местных репрезентативных домов в каждом из 55 городов, чтобы спросить, как затраты и выгоды от внедрения тепловых насосов меняются с увеличением проникновения. Мы спрашиваем, какой уровень внедрения тепловых насосов является экономичным с учетом сегодняшнего жилищного фонда, электросетей, цен на энергию и технологий тепловых насосов, предполагая, что домовладельцы минимизируют свои затраты.И мы исследуем, какие политики, инновации и технологические усовершенствования можно использовать для более широкого внедрения тепловых насосов.

Отвечая на эти вопросы, данный анализ заполняет пробел в исследованиях, который не позволяет полностью понять последствия широкого распространения тепловых насосов. Заполнение этого пробела в исследованиях позволяет нам лучше понять потенциал внедрения тепловых насосов и проблемы, препятствующие более высокому уровню внедрения. Это помогает определить, на чем следует сосредоточить текущие усилия по стимулированию внедрения тепловых насосов: как с точки зрения географического положения, так и с точки зрения характеристик здания.Это также помогает нам разработать прогнозы того, как новая политика и инновации могут изменить баланс выгод и затрат на электрификацию отопления.

Для количественной оценки затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в континентальной части США мы используем пятиступенчатый метод.

На шаге 1 мы моделируем потребление энергии в жилых домах. Мы используем инструмент ResStock от NREL, чтобы создать виртуальный фонд из 400 домов для каждого из 55 городов. Мы моделируем потребление энергии в этих домах с помощью программного обеспечения для моделирования зданий EnergyPlus.В результате получено 22 000 смоделированных годовых 8760 часовых профилей потребления природного газа, мазута, пропана и электроэнергии на уровне домашних хозяйств.

На этапе 2 мы используем общедоступные данные для количественной оценки затрат на электроэнергию, ущерба здоровью и выбросов CO ₂ этих профилей потребления. Мы умножаем потребление электроэнергии на предельные выбросы CO ₂ , факторы предельного ущерба для здоровья и цены на электроэнергию на уровне штата. Мы умножаем объем сжигания топлива в домашних условиях на уровни выбросов CO ₂ , сезонные факторы ущерба здоровью и среднегодовые цены на топливо на уровне штата.Результаты показывают годовые затраты на энергию, годовые выбросы CO ₂ и годовой ущерб здоровью, связанный с каждым из 22 000 энергетических профилей домашних хозяйств.

На шаге 3 мы вычисляем частную и государственную чистую приведенную стоимость (ЧПС), полученную в результате использования каждым домохозяйством теплового насоса. Для каждого смоделированного дома мы заменяем существующую систему отопления тепловым насосом с воздушным источником тепла. Модель EnergyPlus, лежащая в основе анализа ResStock, автоматически определяет размер теплового насоса. Мы выбираем рабочие характеристики теплового насоса (HSPF / SEER), как описано в разделе выше.Затем мы повторно моделируем энергетические профили дома и пересчитываем их затраты, ущерб здоровью и выбросы. Для каждого дома частная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна экономии затрат на энергию за вычетом амортизированной стоимости установки теплового насоса. Для каждого дома общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна базовому климатическому ущербу и ущербу для здоровья за вычетом климатического ущерба теплового насоса и ущерба здоровью.

На шаге 4 мы количественно оцениваем процент жилищного фонда, который выиграет от внедрения теплового насоса.С чисто частной точки зрения затрат сюда входят все дома, для которых внедрение теплового насоса дает положительную частную чистую приведенную стоимость. С общественной точки зрения мы также включаем любой дом, положительная общедоступная NPV которого превышает отрицательную частную NPV, т. Е. где чистая положительная (частная + государственная) ЧПС может быть достигнута за счет стимулирования внедрения тепловых насосов с помощью субсидии.

На шаге 5 мы используем почасовые профили электроэнергии в домах, чтобы количественно оценить влияние внедрения теплового насоса на пиковый спрос на электроэнергию.Для каждого из 55 городов мы используем профили электроэнергии из шага 1 для расчета совокупного спроса на электроэнергию для 400 базовых домов. Затем мы выполняем тот же расчет с использованием обновленных профилей электроэнергии для всех домов, определенных на шаге 4 как пользователей тепловых насосов. Сравнивая совокупный базовый профиль потребления электроэнергии с совокупным профилем, который включает пользователей тепловых насосов, мы можем количественно оценить, как внедрение тепловых насосов меняет профиль электроэнергии в жилых домах для каждого города, включая то, как внедрение тепловых насосов меняет пиковую потребность в электроэнергии в жилых домах.

Следуя этим пяти шагам, мы объединяем проверенный инструмент моделирования энергопотребления жилых зданий, общедоступные данные о стоимости, ущербе для здоровья и выбросах CO ₂ , а также экономические расчеты, чтобы определить дома на всей континентальной части США, где внедрение тепловых насосов снижает экономические затраты. стоимость и денежный ущерб окружающей среде. В разделах ниже представлены дополнительные сведения о различных компонентах этого метода.

2.1. Моделирование энергопотребления зданий

Мы моделируем энергопотребление 400 домов в каждом из 55 городов с помощью ResStock [20].ResStock — это база данных характеристик жилья. Он описывает эти характеристики жилья с использованием распределений вероятностей, которые зависят от местоположения дома, площади в квадратных футах, урожая и других характеристик. Такой подход позволяет ResStock вероятностно создать виртуальный фонд из сотен домов, распределение старинных домов, площадь в квадратных футах, изоляция чердаков, инфильтрация воздуха, эффективность HVAC, качество окон и другие характеристики точно отражают качество фактического жилищного фонда.

Затем мы загружаем эти модели домов ResStock в программу моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus. EnergyPlus использует строительные характеристики дома и погодные данные для определения размера кондиционера / печи / теплового насоса в доме и расчета его почасового годового графика работы / профиля потребления энергии.

Другие академические исследования использовали аналогичные методы. Protopapadaki и др. [8] и Asaee и др. [12], например, используют вероятностные методы для создания большой выборки виртуальных домов для ввода в инструмент моделирования энергопотребления зданий.Некоторые исследования также используют сам инструмент ResStock [1].

Чтобы сократить вычислительные затраты на моделирование такого большого количества домов, мы предприняли два шага, чтобы минимизировать количество домов, которое нам нужно было моделировать для каждого города. Мы основали наш анализ на результатах моделирования из NREL, где 80 000 домов моделируются в ResStock и сообщаются характеристики эффективности каждого дома и годовое потребление энергии для отопления, охлаждения и других конечных целей. Во-первых, мы уменьшили степени свободы модели.Мы использовали регрессионный анализ, чтобы определить характеристики, которые мало повлияли на годовые потребности в отоплении или охлаждении. Для этих характеристик — например. эффективность посудомоечной машины, эффективность стиральной машины — мы оценили все дома одинаково. Мы также удалили редкие характеристики — например, окна с тройным остеклением, которые встречаются в очень небольшом подмножестве домов.

Во-вторых, мы использовали эти обновленные характеристики для моделирования 1000 домов для Питтсбурга, Далласа и Сан-Франциско и сравнили годовые потребности этих домов в отоплении с 4500 домами, указанными в наборе данных NREL для каждого из этих городов.Произведя случайную выборку подмножеств этих 1000 смоделированных домов, мы оценили соответствие r-квадрата между кумулятивными функциями плотности годовой потребности в отоплении и охлаждении между симуляциями NREL и нашими симуляциями. См. Результаты этих сравнений в SI (доступны на сайте stacks.iop.org/ERL/16/084024/mmedia). Мы пришли к выводу, что, моделируя 400 домов, мы можем рассчитывать уловить 88–96% колебаний годовой потребности в отоплении, которые будут отражены в модели, в которой используется 4500 домов.Мы определили, что уменьшение количества симуляций, например, до 300, значительно снизит это соответствие, а увеличение количества симуляций, например, до 500, приведет к увеличению вычислительных затрат без значительного улучшения подгонки. Подробнее см. SI.

Чтобы количественно оценить энергетические последствия внедрения теплового насоса, мы смоделировали каждый из 22 000 домов как с их базовой технологией HVAC, так и с модификацией теплового насоса. Мы модернизируем каждый дом воздушным тепловым насосом на 8,5 HSPF, 14,3 SEER в соответствии со стандартами Министерства энергетики [21].Энергоэффективность теплового насоса изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, при этом более низкие температуры приводят к снижению эффективности теплового насоса. Инструмент EnergyPlus использует файлы погоды окружающей среды с хронологическими значениями нормальной температуры за каждый час. Когда тепловая нагрузка превышает мощность теплового насоса, что может происходить при низких температурах окружающей среды, когда производительность теплового насоса ниже, инструмент EnergyPlus предполагает, что тепловой насос работает как резистивный нагреватель (т. Е. С COP, равным 1).

2.2. Моделирование городов

Мы моделируем жилищный фонд 55 городов континентальной части США.Мы предположили, что климатические выбросы и выбросы из электросети будут важными индикаторами ценности внедрения тепловых насосов. Таким образом, мы выбрали города, представляющие различные климатические условия и регионы электрических сетей. Климатические регионы определены с использованием данных проекта Building America, проведенного Управлением США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии [22]. Регионы электрических сетей определяются как субрегионы, используемые Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) [23].

Чтобы выбрать города, мы начали с моделирования одного города для каждой комбинации климатического региона и региона электрической сети.Затем мы добавили дополнительные города, чтобы лучше представить (а) районы с большим населением и жилым фондом и (б) климатические / электрические регионы с большими географическими границами. Используя эти рекомендации, мы решили смоделировать жилищный фонд 55 городов, показанных на рисунке 1.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. 55 серых кружков представляют города, смоделированные в нашей модели. Города были выбраны так, чтобы они представляли различные регионы электрических сетей, как определено в [23], и различные климатические регионы, как определено в [22], в пределах каждого региона электросетей.Черные линии и текст показывают границы каждого региона NERC, его название и средний климат + интенсивность ущерба здоровью (в долларах США / МВтч).

Загрузить рисунок:

Чтобы представить все 80 миллионов домов на одну семью в жилом секторе США, мы масштабируем моделированный жилищный фонд: мы масштабируем 400 смоделированных домов каждого города, чтобы представить общее количество домов в близлежащих регионах города, как определено данные из программы NREL ResStock.В больших густонаселенных регионах, таких как Сан-Франциско, Бостон и Лос-Анджелес, каждый смоделированный дом масштабируется до примерно 10 000 домов реального мира. В небольших и малонаселенных регионах, таких как Гудленд, Канзас, Карибу, Мэн и Мидленд, штат Техас, каждый смоделированный дом масштабируется до 500 домов. В среднем каждый смоделированный город представляет 1,45 миллиона домов, и каждый дом масштабируется до 3600 домов.

2.3. Ущерб для климата и здоровья

Мы рассчитываем выбросы и связанный с ними ущерб для климата и здоровья как от сжигания ископаемого топлива в каждом городе, так и от потребления электроэнергии в каждом регионе электрической сети.

Для каждого региона электросети мы используем коэффициенты предельных выбросов и ущерба здоровью, которые варьируются в зависимости от сезона и времени суток. Эти факторы составлены с использованием методов, разработанных Siler-Evans и др. [24], и о них сообщает Центр Карнеги-Меллона по принятию решений в области климата и энергетики (CEDM) [25]. Для выбросов CO ₂ коэффициенты указаны в килограммах-CO ₂ / МВт-ч потребления электроэнергии. Чтобы монетизировать этот ущерб, наносимый климату, мы умножаем эти факторы на социальную стоимость углерода в размере 40 долларов за тонну CO2 ₂ .Что касается ущерба здоровью, выбросы SO ₂ , NO _x и PM _2,5 монетизируются с использованием методов, разработанных Heo и др. [26], и указываются в единицах потребления электроэнергии $ / МВтч. Умножив почасовое потребление электроэнергии каждым домом на сезонный / часовой климат в электросети и ущерб здоровью, мы можем рассчитать годовой ущерб от выбросов в электрическую сеть, вызванный каждым домом.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана из инфраструктуры природного газа, мы оцениваем количество утечки метана на МВт-ч выработки электроэнергии в каждом регионе NERC и переводим в эквивалентные выбросы CO ₂ через потенциал глобального потепления (GWP) метана.Например, мы обнаружили, что в 2017 г. штаты, входящие в западный регион (WECC) электрической сети США, потребляли 1,45 млн. Кубических футов природного газа в электроэнергетическом секторе [27]. Мы предполагаем, что на каждый миллион кубических футов израсходованного природного газа в атмосферу попадает 0,023 миллиона кубических футов метана [28]. Умножив эту скорость утечки на 1,45 миллиона кубических футов израсходованного природного газа, преобразовав в тонны и умножив на GWP, равный 28 [29], мы оценим, что энергетический сектор WECC 2017 года способствовал утечке метана в размере 18.6 Mt CO ₂ -эквивалент. Разделив эти 18,6 Мт на 724 ТВтч электроэнергии, произведенной в штатах WECC [27], мы вычислим коэффициент скорости утечки метана 25,7 кг МВтч ⁻¹ . Таким же образом мы рассчитываем коэффициенты утечки метана для других регионов НКРЭ. Мы используем значение GWP за 100 лет для метана, равное 28. Хотя были предложения использовать значения GWP за 20 лет, недавние исследования показывают, что преимущества этой альтернативы через 20 лет переоценены [30].

В этом исследовании мы называем разные регионы электросетей с низким, средним или высоким уровнем выбросов по сравнению с другими субрегионами электросети США. Мы основываем эти различия, вычисляя средний ущерб. Как описано выше, мы рассчитываем ущерб, предполагая, что SCC составляет 40 долларов США за тонну CO ₂ [17], а для PM _2,5 , NO _X и SO ₂ , используя методы, разработанные Siler-Evans . и др. [24] и сообщается CEDM [25] в каждом регионе и классифицирует их следующим образом: <35 $ / МВтч = низкий; 35–50 $ / МВтч = средний; > 50 $ / МВтч = высокая.Для получения более подробной информации см. Рисунок 1.

Поскольку срок службы теплового насоса составляет 15 лет [31, 32], мы предполагаем, что выбросы во всех электрических сетях США уменьшатся в течение срока службы теплового насоса. Чтобы зафиксировать этот эффект, мы используем прогнозы выбросов электрических сетей из Национальной оценки электрификации EPRI [16]. Мы используем «прогрессивный» сценарий этого исследования (баланс между «консервативным» и «трансформирующим» сценариями исследования), чтобы предположить, что с 2017 по 2032 год (а) энергия угля снизится на 75% с 1200 ТВтч до 300 ТВтч и (b ) Интенсивность выбросов CO ₂ снизится на 45% с 850 фунтов МВтч ⁻¹ до 450 фунтов МВтч ⁻¹ .Мы предполагаем, что большая часть вреда здоровью от угольной энергетики [33]. Таким образом, мы предполагаем, что для каждого региона сети ущерб здоровью снизится на 75%, а выбросы CO ₂ — на 45% к 2032 году. Мы предполагаем линейный тренд.

Для сжигания топлива для отопления мы рассчитываем выбросы CO ₂ , SO ₂ , NO _x и PM _2,5 , генерируемые различными технологиями отопления, и монетизируем эти выбросы с использованием коэффициентов ущерба для конкретного города. Мы используем данные Агентства по охране окружающей среды [34] для количественной оценки выбросов CO ₂ для каждого вида топлива для отопления.Для количественной оценки выбросов NO _x и PM _2,5 для каждого вида топлива мы используем данные Брукхейвенской национальной лаборатории [35]. Мы применяем стехиометрические расчеты, предполагая, что в выхлопных газах содержится 3% O ₂ , чтобы рассчитать килограмм выбросов на 1 миллиметров БТЕ топлива для газовых и мазутных обогревателей с различными показателями энергоэффективности. Установив линию тренда для этих данных, мы разработали линейную модель выбросов NO _x и PM _2,5 в зависимости от используемого топлива для отопления и эффективности использования энергии.Мы предполагаем, что пропан и природный газ имеют схожие характеристики выбросов. Эти расчеты аналогичны методу оценки выбросов NO _x и PM _2,5 , используемому Вайшнавом и др. [2]. Для выбросов SO ₂ мы используем данные из [36] и предполагаем, что содержание серы в мазуте составляет 0,0015% [37]. Используя эти расчеты, мы разработали серию моделей для расчета кг / ммBtu CO ₂ , SO ₂ , NO _x и PM _2.5 выбросов, генерируемых каждой из различных существующих технологий отопления, имеющихся в домах ResStock.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана в расчете на один терм природного газа, потребляемого для отопления, и преобразуем его в эквивалентные выбросы CO ₂ через ПГП метана. Мы предполагаем, что на каждый терм природного газа, израсходованный на отопление, в атмосферу уходит 0,023 терма метана [28].Используя плотность энергии природного газа, мы переводим термины в килограммы и умножаем на 28 — ПГП метана [29], чтобы рассчитать коэффициент 1,27 кг CO ₂ -эквивалента на терм израсходованного природного газа.

Чтобы монетизировать ущерб здоровью SO ₂ , NO _x и PM _2.5 , мы используем модель ущерба здоровью EASIUR. EASIUR — это модель пониженной сложности, которая использует регрессионный анализ для аппроксимации результатов более сложной модели химического переноса CAMx.Используя онлайн-инструмент EAISUR, мы вводим географические координаты каждого города, чтобы получить денежный ущерб здоровью для каждого из трех загрязнителей, представленных в единицах $ / кг. Эти данные представлены в 24-часовых профилях за три сезона. Проецируя эти профили ущерба на сезонное, почасовое потребление энергии каждого из этих видов топлива для каждого дома ResStock, мы оцениваем стоимость ущерба здоровью, вызванного сгоранием топлива. Обратите внимание, что ущерб может значительно варьироваться в зависимости от города, и что в регионах с меньшим населением и погодными условиями, которые быстро рассеивают и разбавляют концентрации загрязняющих веществ, ущерб здоровью от этих выбросов будет, как правило, ниже, потому что меньше людей будет подвергаться воздействию загрязняющих веществ по сравнению с густонаселенный город с разными погодными условиями.Чтобы монетизировать выбросы CO ₂ , мы предполагаем, что социальные издержки углерода составляют 40 долларов за тонну CO ₂ .

В ходе анализа чувствительности данного исследования мы скорректируем факторы, наносящие вред здоровью и климату для электросети, а также социальную стоимость углерода, чтобы увидеть, как они влияют на общественную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Что касается электросети, мы предполагаем, что ущерб, нанесенный климату и здоровью, уменьшается с одинаковой скоростью. Если, например, выбросы CO ₂ в электросети снизятся на 50% от базового уровня, мы предполагаем, что ущерб здоровью электросетей также снизится на 50%.Таким образом, например, за счет уменьшения выбросов из электрических сетей и увеличения социальных затрат на углерод чистая приведенная стоимость внедрения тепловых насосов для населения будет иметь тенденцию к увеличению. Затем для любых домов, в которых положительная государственная ЧПС превышает отрицательную частную ЧПС, мы предполагаем, что дом будет использовать тепловой насос при получении субсидии, чтобы свести частную ЧПС к нулю.

2.4. Экономика

Мы используем показатель NPV для количественной оценки общего положительного или отрицательного изменения стоимости энергии, ущерба для климата, ущерба здоровью и капитальных затрат.Мы рассчитываем чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса как с частной, так и с общественной точки зрения, как показано в уравнениях (1) и (2).

, где C _{энергия} — годовая стоимость электроэнергии, газа, мазута или пропана в доме, C _{здоровье} — ежегодный ущерб здоровью, вызванный критериями загрязнителей воздуха, связанных с потреблением энергии в доме, C _климат — ежегодный ущерб климату, вызванный выбросами CO ₂ , связанными с потреблением энергии в доме, а K _{тепловой насос} — чистые капитальные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос.Кроме того, i равняется процентной ставке, а n равняется количеству лет, в течение которых рассчитывается NPV. Мы используем i = 7% и n = 15 лет, чтобы представить срок службы теплового насоса и процентную ставку, которую можно было бы получить, вложив этот капитал в другое место. В других исследованиях тепловых насосов используется тот же расчет NPV с аналогичными процентными ставками и сроками службы [2, 10].

Затраты на энергию рассчитываются путем умножения годового потребления природного газа, мазута, пропана или электроэнергии каждым домом на цену энергии.Цены на энергию представляют собой среднегодовые розничные значения, опубликованные Управлением энергетической информации США [38], и различны для каждого вида топлива и для каждого штата США. Мы предполагаем, что эти базовые цены на топливо сохранятся на протяжении всего периода исследования, хотя цены, которые видят потребители, могут вырасти в зависимости от цен на углерод, предполагаемых в некоторых сценариях. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа. Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований.Ущерб здоровью и климатическим условиям рассчитывается по методике, описанной в разделе 2.3.

Чистые капитальные затраты теплового насоса, K _heatpump , рассчитываются, как показано в уравнении (3).

, где C _{тепловой насос} — стоимость покупки и установки теплового насоса, C _{воздуховод} — стоимость установки воздуховода, C _замена — стоимость замены существующего нагревателя на аналогичный технология.Таким образом, чистая стоимость теплового насоса K _heatpump представляет собой дополнительную стоимость замены существующего обогревателя дома на тепловой насос вместо его замены аналогичной технологией. То есть мы предполагаем, что домовладельцы, скорее всего, купят тепловой насос всякий раз, когда их существующий обогреватель подходит к концу, и его нужно будет заменить либо на новый аналогичный обогреватель, либо на новую систему теплового насоса.

Капитальные затраты на тепловой насос и затраты на замену существующего нагревателя взяты из Национальной базы данных мер по повышению эффективности жилищного строительства [40].Данные о стоимости воздуховодов взяты из компиляции обзоров затрат, предоставленных [41]. Мы предполагаем, что каждая из этих затрат варьируется в зависимости от характеристик существующего дома.

Мы рассчитываем стоимость установки теплового насоса с использованием коэффициента 143,30 $ / кВт мощности во всех случаях плюс фиксированная стоимость, которая варьируется от 3300 до 4800 долларов. Для домов с существующими централизованными системами кондиционирования мы предполагаем фиксированную стоимость 3300 долларов США, которая представляет собой среднее значение, указанное для замены существующей системы теплового насоса новой системой теплового насоса.Для домов с существующими печами и плинтусами, но без централизованной системы кондиционирования, мы предполагаем фиксированную стоимость в 3700 долларов, что является средним значением, указанным для установки системы теплового насоса с нуля. Для домов с существующими котлами мы учитываем дополнительные трудозатраты по демонтажу гидравлического радиаторного оборудования и предполагаем фиксированную стоимость в 4800 долларов, что является самым высоким показателем для установки системы теплового насоса с нуля.

Мы рассчитываем стоимость воздуховодов как 0 долларов для домов, в которых уже есть центральные системы воздуховодов.В противном случае мы используем фиксированную стоимость, которая зависит от площади дома. Модель ResStock имеет четыре отдельных ящика для площади дома. Мы используем стоимость 1500 долларов для домов площадью менее 1500 квадратных футов, 3000 долларов для домов площадью от 1500 до 2500 квадратных футов, 4500 долларов для домов площадью от 2500 до 3500 квадратных футов и 6000 долларов для домов с площадью больше чем 3500 квадратных футов.

Мы рассчитываем стоимость замены существующего нагревателя на аналогичную технологию, используя линейное уравнение: C _замена = a + bx , где x — мощность существующего нагревателя в кВт.Уравнение зависит от базового топлива [40]. Для газовых обогревателей используем 2500 + 13,3 x . Для подогревателей жидкого топлива мы используем 4100 + 13,3 x . Для пропановых обогревателей используем 3800 + 13,3 x . А для резистивных электронагревателей мы используем 1600 + 170,6 x .

2,5. Расчет пиковой нагрузки

Мы рассчитываем изменение пиковой нагрузки как функцию скорости внедрения теплового насоса для каждого города, используя четыре шага. Во-первых, мы рассчитываем частную чистую приведенную стоимость для каждого дома, когда в нем установлен тепловой насос.Во-вторых, мы сортируем дома в порядке увеличения частного NPV. В-третьих, мы объединяем профили потребления электроэнергии в домах, чтобы соответствовать интересующей нас процентной ставке по внедрению тепловых насосов. Например, в выборке из 400 домов потребность в электроэнергии при 30% -ном уровне внедрения теплового насоса будет равна потребности в электроэнергии 120 домов с самой высокой частной ЧПС, установившей тепловой насос, плюс потребность в электроэнергии других 280 домов, сохраняющих их базовая технология отопления. В-четвертых, мы вычисляем 99-й процентиль итогового агрегированного профиля электроэнергии.Мы выбрали 99-й процентиль, чтобы обеспечить некоторую свободу действий, учитывая, что многие трансформаторы и другая электроника распределительных сетей могут превышать свою номинальную мощность на небольшое количество часов в год.

Сравнивая пиковую потребность в электроэнергии до внедрения теплового насоса с пиковым спросом на электроэнергию после внедрения теплового насоса, мы можем рассчитать процентное изменение пикового спроса для различных уровней внедрения тепловых насосов.

Наш анализ пикового спроса предполагает, что дополнительное тепло обеспечивается резистивным нагревом (т.е.е. тепловой насос, работающий с COP 1). Ясно, что пиковый спрос может быть уменьшен (а частная экономика тепловых насосов может быть улучшена), если дополнительное тепло будет обеспечиваться за счет природного газа [3]. Однако использование природного газа в качестве резервного тепла противоречит цели декарбонизации посредством электрификации. На практике Уэйт и Моди [3] пришли к выводу, что при использовании тепловых насосов с двумя источниками энергии только 1% и 2% тепловой энергии может потребоваться за счет природного газа. Однако неясно, будет ли распределительная сеть природного газа экономически жизнеспособной при такой низкой загрузке.

Хотя существуют некоторые данные, помогающие количественно оценить стоимость, например. в долл. США / кВт — чтобы укрепить сеть для удовлетворения пикового спроса, мы решили избежать монетизации увеличения пикового спроса. Есть много распределительных и электрических сетей, у которых есть избыточные мощности по передаче и распределению. В этих городах повышенный спрос на электроэнергию может быть выгодным, поскольку он увеличивает коэффициент использования существующей инфраструктуры передачи и распределения, а более высокие пиковые потребности могут быть легко удовлетворены за счет дополнительной пропускной способности линии.Вместо того, чтобы пытаться количественно оценить резервную мощность передающих и распределительных сетей каждого города, мы сообщаем только об изменениях пикового спроса и оставляем оценку и монетизацию этой информации экспертам по конкретной ситуации в каждом городе.

3.1. Частные экономические выгоды поддерживают утроение внедрения тепловых насосов в США с 11% до 32% односемейных домов

Мы обнаружили, что 16,7 млн ​​домов — или 21% жилого фонда односемейных домов в США — могли бы сегодня получить экономическую выгоду от замены их существующий обогреватель с тепловым насосом.Добавьте к этому 8,7 миллиона домов, в которых уже есть тепловые насосы, и общий показатель внедрения тепловых насосов в США может вырасти до 32% только за счет частных экономических выгод.

Частная экономическая выгода для этих 16,7 миллионов домов составляет 7,1 миллиарда долларов в год, как показано на рисунке 2. Эта частная выгода включает 12,0 миллиардов долларов ежегодной экономии энергии за вычетом амортизированных затрат на модернизацию технологии теплового насоса. Общественная выгода от внедрения этого теплового насоса составляет 0,6 миллиарда долларов в виде предотвращения ущерба здоровью и 1 доллар.7 миллиардов предотвращенных климатических повреждений ежегодно. Годовые выбросы CO ₂ в жилых помещениях снизились на 8,3% с 506 млн т до 464 млн т.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Уровень использования существующих тепловых насосов составляет 11% существующих домов на одну семью в США. Частный NPV, рассчитанный исходя из годовых и средних цен на электроэнергию и газ по штату, при внедрении тепловых насосов положителен еще для 21% домов в США.Польза для здоровья от внедрения теплового насоса значительно различается. Климатические выгоды в основном увеличиваются с внедрением тепловых насосов: только в 1,7 миллиона домов (2,1% жилого фонда США) внедрение тепловых насосов увеличивает выбросы CO ₂ . Тем не менее, затраты на борьбу с загрязнением воздуха могут быть высокими: хотя 22,4 миллиона домов (28% жилищного фонда США) имеют затраты на борьбу с загрязнением от 0 до 200 долларов за тонну CO ₂ , существует 5,1 миллиона домов (6% жилищного фонда США) с затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 $ / тCO ₂ .Эти оценки основаны на исторических данных о работе сети и предположениях о том, что за 15 лет эксплуатации теплового насоса выбросы CO ₂ в электросети уменьшаются на 45%, а ущерб здоровью — на 75%. Частные и социальные издержки снизятся, если сеть станет чище быстрее, чем предполагалось в нашем анализе, или если в будущем будут установлены тепловые насосы.

Загрузить рисунок:

Мягкий климат (смешанный и прибрежный) имеет наибольший потенциал для внедрения тепловых насосов, как показано на рисунке 3.В этом климате зимние температуры достаточно мягкие, чтобы поддерживать эффективную работу теплового насоса, а лето достаточно жаркое, чтобы получить значительные выгоды от высокоэффективного кондиционирования воздуха теплового насоса. С другой стороны, дома в холодном климате получают наименьшие выгоды от внедрения тепловых насосов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от региона электросети и температуры климата.На рисунке 1 изображена карта, показывающая различные регионы электросетей и климатические регионы.

Загрузить рисунок:

3.2. Полное внедрение теплового насоса снижает CO

Поскольку проникновение теплового насоса превышает 60%, совокупный климатический ущерб продолжает снижаться, в то время как совокупные частные расходы и ущерб здоровью стремительно растут. Если бы все односемейные дома использовали тепловые насосы, это снизило бы выбросы CO ₂ в жилых домах до 346 Мт — сокращение на 160 Мт или 32%, что составляет 6 долларов.4 миллиарда ежегодных климатических выгод. Хотя это благоприятное воздействие на климат является значительным, оно обходится дорого: ущерб здоровью составляет 4,9 миллиарда долларов, а частные экономические издержки — 26,7 миллиарда долларов. Используя эти цифры, совокупная годовая стоимость 100% внедрения тепловых насосов в континентальной части США составляет минус 25,2 миллиарда долларов, не считая затрат на создание инфраструктуры распределения электроэнергии для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию.

Кроме того, внедрение теплового насоса увеличивает выбросы CO ₂ на 2 человека.1% домов в США и затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 долларов за тонну CO ₂ для 6% домов в США. Исходя из этих цифр, может быть трудно оправдать очень высокие темпы внедрения тепловых насосов.

3.3. Частные и общественные результаты обычно совпадают

Учитывая текущую электросеть, технологии и цены на энергию, всякий раз, когда дом в США заменяет свой существующий обогреватель на тепловой насос из-за частных экономических выгод, внедрение теплового насоса обычно приносит пользу общественному здравоохранению и климату. также.См. Синие незатененные части рисунка 3.

Во многих случаях внедрение теплового насоса приводит к общественному ущербу, т. Е. где общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса отрицательна. Но в большинстве случаев это относится к домам, которые не любят тепловые насосы, т. Е. дома, в которых ЧПС частного использования теплового насоса отрицательна, и внедрение теплового насоса предположительно маловероятно. См. Красные заштрихованные части рисунка 3.

Однако бывают случаи, когда внедрение теплового насоса создает частную экономическую выгоду, но наносит ущерб обществу.См. Синие заштрихованные части рисунков 3 и 4. Это несоответствие частных и общественных результатов происходит почти исключительно для домов, которые в настоящее время отапливаются пропаном. Эффект сосредоточен в областях электрической сети с более высоким уровнем излучения и в более холодных частях областей сети со средним уровнем излучения. Пропан относительно чистый, но дорогой. Замена пропанового обогревателя тепловым насосом обычно имеет экономический смысл. Но в более холодном климате, где тепловые насосы будут работать с меньшей эффективностью, а в электрических сетях с более высокими выбросами, переключение с пропана на тепловой насос часто увеличивает ущерб от выбросов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от базового топлива для отопления, региона электросети, климатической температуры и характеристик жилья. Выводы основаны на текущем жилищном фонде, а повреждения электросети основаны на исторической сети и предположении, что эти убытки уменьшаются, как описано в разделе 2.3.

Загрузить рисунок:

3.4. Парето-оптимальная политика может расширить внедрение тепловых насосов с 32% до 37% домов.

Есть много домов, где внедрение тепловых насосов принесет пользу обществу, но внедрение тепловых насосов маловероятно, поскольку частная чистая приведенная стоимость отрицательна. Политика может стимулировать эти дома к установке тепловых насосов. Политика может, например, (а) определять дома, в которых общественная выгода от внедрения теплового насоса превышает частные убытки, и (б) субсидировать капитальные затраты на тепловой насос, чтобы свести частные убытки к нулю.Мы классифицируем подмножество домов, в которых возможна данная политика, как «потенциальные субсидии», как показано на рисунках 3 и 4.

Эта категория потенциальных субсидий охватывает почти каждый город в данном исследовании и включает дополнительные 3,8 миллиона домов. Такая политика будет стоить 2,6 миллиарда долларов — годовая амортизированная стоимость — 280 миллионов долларов — и увеличит выгоды для здоровья и климата на 190 и 405 миллионов долларов соответственно.

Как показано на рис. 2 и подтверждено Дэвисом [11], многие дома в США могут быть заинтересованы в использовании теплового насоса с помощью небольшой субсидии.Однако мы показываем, что только небольшой процент этих тепловых насосов будет давать выгоды от выбросов, превышающие их стоимость субсидий.

3.5. Темпы внедрения тепловых насосов зависят от региона электросети, климата, характеристик жилья и базового топлива для отопления.

Возможно, наиболее важным показателем того, приносит ли пользу использование теплового насоса в доме, является текущее топливо для отопления. Переключение отопления дома с природного газа на тепловые насосы редко приносит пользу, особенно в холодном климате, где почти нет домов, где такое переключение имеет смысл.Если есть возможность выгодно заменить нагреватели природного газа тепловыми насосами, то это будет в домах средней эффективности (1970–1989 гг.) В жарком или мягком климате.

Замена домов, в которых используются электрические нагреватели сопротивления, на тепловые насосы почти всегда дает явную пользу. Замена электрического резистивного нагревателя тепловым насосом становится более привлекательной в больших (> 1500 SF), менее эффективных (<1990 г.) домах в более холодном климате и регионах с более высокими выбросами электрических сетей.

Дома, отапливаемые мазутом, почти всегда приносят пользу обществу от внедрения тепловых насосов. Но это обычно приводит к частным экономическим потерям домовладельца. Почти 65% домов, отапливаемых мазутом, находятся в холодном климате, где уровень использования тепловых насосов выше 20% маловероятен, если домовладельцы будут выбирать свой режим отопления исключительно по стоимости. Наибольшие возможности для замены нагревателей жидкого топлива тепловыми насосами связаны с небольшими (<1500 SF) домами с меньшей эффективностью (<1990 г.).

Замена пропанового обогревателя тепловым насосом, как обсуждалось ранее, часто экономична для домовладельца, но ухудшает качество воздуха. Это особенно верно в электрических сетях с высоким уровнем выбросов, т. Е. MRO и RFC — где расположено почти 50% домов, отапливаемых пропаном.

3.6. Ущерб здоровью подрывает климатические преимущества в 28% возможных модификаций тепловых насосов

Внедрение тепловых насосов в США почти всегда снижает выбросы CO ₂ : только 1,7 миллиона (2,1%) домов в США внедрение тепловых насосов приводит к повышению CO ₂ выбросов.См. Рисунки 2 и 5. Таким образом, рассматривая тепловые насосы исключительно как средство обезуглероживания, имеет смысл стремиться к очень высокому уровню внедрения.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Изменение климата и ущерб здоровью, причиненный каждым домом, использующим тепловой насос. Каждая точка представляет собой один смоделированный дом. В большинстве случаев использование теплового насоса снижает ущерб, наносимый климату, но увеличивает ущерб здоровью.Четкие линейные полосы точек в верхнем правом квадранте показывают модернизацию электрических резистивных нагревателей для отдельной электрической сети. Отношение ущерба здоровью к ущербу, наносимому парниковыми газами, довольно постоянно для конкретной электросети. Расстояние, которое проходит конкретная точка по этой линейной полосе, зависит от того, сколько электроэнергии экономится при переключении с электрического резистивного нагревателя на тепловой насос.

Загрузить рисунок:

Однако то же отношение не действует в отношении ущерба здоровью.Внедрение тепловых насосов часто увеличивает ущерб здоровью, вызванный такими загрязнителями воздуха, как SO ₂ , NO _x и PM _2,5 . По сравнению с электростанциями, бытовые печи и котлы работают при более низких температурах горения и более строгих нормах качества воздуха. То есть электростанции производят значительно больше вредных веществ, загрязняющих воздух, чем бытовые обогреватели. Хотя внедрение теплового насоса переносит загрязнение географически из городских домохозяйств в сельские районы, где, как правило, расположены электростанции и меньше людей могут подвергаться загрязнению, чистый рост загрязняющих веществ и способность этих загрязняющих веществ часто перемещаться на многие сотни миль приводит к увеличению вреда для здоровья в целом.Как показано на рисунке 5, такая ситуация — когда внедрение тепловых насосов увеличивает общий ущерб здоровью — имеет место для 47,5 миллионов домов в США, или 67% жилищного фонда без тепловых насосов. Михалек и др. [42] и Голландия и др. [43] наблюдают аналогичный сдвиг в повреждениях, когда легковые автомобили электрифицированы.

Для 26,1 миллиона таких домов климатические выгоды от внедрения теплового насоса превышают ущерб для здоровья. Это дает положительную чистую общественную ценность. Таким образом, вред для здоровья от внедрения теплового насоса часто перевешивается преимуществами для климата.

Однако есть много других домов, для которых верно обратное: преимущества для климата от внедрения тепловых насосов затмеваются вредом для здоровья. Из 69,6 миллиона домов, в которых использование тепловых насосов приносит пользу климату, 19,7 миллиона причиняют вред здоровью, превышающий их климатические преимущества. Это дает отрицательную чистую общественную ценность.

Общественные выгоды от внедрения тепловых насосов могут быть улучшены за счет снижения выбросов в энергетическом секторе определенных загрязнителей воздуха.Этого можно достичь, например, за счет более строгого регулирования загрязняющих веществ на электростанциях, например. посредством обессеривания, каталитического восстановления, электростатических пылеуловителей и поэтапного отказа от угля [44].

3,7. Потребности в укреплении сети невелики, за исключением высоких темпов внедрения тепловых насосов в холодном климате

Помимо увеличения ущерба здоровью, еще одной потенциальной проблемой для очень высоких темпов внедрения тепловых насосов является стоимость укрепления электрической сети для надежного удовлетворения более высокого пикового спроса на электроэнергию [ 8].На рисунке 6 показано, как уровень внедрения тепловых насосов влияет на пиковый спрос на электроэнергию в каждом городе. Многие города видят удовлетворяемые потребности в укреплении энергосистемы. При 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 41% жилищного фонда США, пиковый спрос на жилье увеличивается на 50% или меньше. Более того, в городах с жарким климатом — где потребность в охлаждении приводит к пиковому потреблению электроэнергии, а новый тепловой насос может обеспечить повышение эффективности охлаждения по сравнению с существующим в доме кондиционером — может даже увидеть, что внедрение теплового насоса приведет к снижению пикового спроса на электроэнергию в жилищах.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. В жарком климате тепловой насос часто заменяет менее эффективный существующий кондиционер, что снижает общую пиковую потребность в жилом помещении. В холодном климате тепловой насос часто заменяет топку или котел, работающие на ископаемом топливе, что увеличивает общий пиковый спрос населения. Определения «сторонников тепловых насосов» и «потенциала субсидий» см. На рисунке 3.

Загрузить рисунок:

Однако при 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 44% жилого фонда США, пиковый спрос на электроэнергию в жилищном секторе увеличивается более чем на 100%. Эти города, как правило, находятся в более холодном климате, где тепловой насос должен регулярно работать при очень низких температурах, что снижает производительность теплового насоса.

Однако при более низких темпах внедрения тепловых насосов большинство городов заметят лишь небольшие изменения в пиковом спросе на электроэнергию в жилых домах.При показателях внедрения тепловых насосов, показанных для категорий «пользователи тепловых насосов» и «потенциальные субсидии» на рисунке 3, мы обнаруживаем, что пиковый спрос в жилищном секторе в некоторых случаях увеличивается на 40%, а в большинстве городов — менее чем на 20%. Многие распределительные сети могут иметь избыточную мощность, чтобы справиться с этим увеличением без необходимости каких-либо обновлений.

3.8. Анализ чувствительности

Наши результаты основаны на предположениях, изложенных выше и подробно описанных в разделе 2: сеть становится значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня.Результаты этого анализа могут измениться, если эти допущения изменятся. В следующем разделе мы обсудим чувствительность темпов внедрения тепловых насосов к выбросам в электросети и социальным затратам на углерод, а также к стоимости и эффективности технологии тепловых насосов.

3.9. Более высокая социальная стоимость углерода должна сопровождать более чистые электрические сети.

Мы моделируем последствия внедрения тепловых насосов за 15 лет и предполагаем, что выбросы в электросети — как CO ₂ , так и загрязняющие вещества — уменьшатся с течением времени.Тем не менее, выбросы в электросети могут падать быстрее или медленнее, чем мы предполагаем. Социальная стоимость углерода — цена или экономические внешние эффекты, представляющие монетизированный ущерб, причиненный выбросами углерода, — также может возрасти в будущем.

Каждое из этих изменений повлияет на общественную чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса. Более чистые электрические сети и более высокие социальные затраты на углерод обычно стимулируют декарбонизацию, которую обеспечивают тепловые насосы. Рисунок 7 иллюстрирует этот эффект.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Снижение выбросов из электрических сетей не может стимулировать высокие темпы внедрения тепловых насосов, если только социальные издержки углерода не увеличиваются в первую очередь. Уровень внедрения тепловых насосов включает в себя 11% существующих домов с существующими тепловыми насосами, 21% домов, в которых тепловые насосы используются только в личных целях, и дома, в которых субсидирование внедрения тепловых насосов обеспечит чистую общественную выгоду. Обратите внимание, что крайняя левая часть оси x — где средние выбросы в электросети за 15 лет приближаются к нулю — маловероятна, если вообще возможна.Полная ось абсцисс исследуется для иллюстрации.

Загрузить рисунок:

Используя наши текущие допущения о социальных затратах на углерод в размере 40 долларов за тонну, более чистая электрическая сеть с меньшим количеством CO ₂ и критериев выбросов загрязняющих веществ не стимулирует более широкое внедрение тепловых насосов. Для многих домов внедрение теплового насоса означает небольшое сокращение выбросов CO ₂ , значительный ущерб здоровью и / или большие частные экономические затраты.Все эти проблемы противоречат аргументам в пользу тепловых насосов как средства рентабельной глубокой декарбонизации.

Для преодоления этих проблем требуется нечто большее, чем очистка электросети — это требует, чтобы общество придавало большее значение ущербу, причиненному выбросами CO ₂ , т.е. более высокая социальная стоимость углерода. Однако, если и то, и другое произойдет одновременно, умеренное увеличение стоимости углерода и сокращение выбросов из энергосистемы может усилить аргумент в пользу значительного внедрения тепловых насосов.Например, если выбросы в сеть упадут на 35% ниже наших предположений, а социальные издержки на выброс углерода достигнут 300 долларов за тонну CO ₂ , то чистая выгода для общества может быть достигнута за счет использования тепловых насосов на уровне 75%.

3.10. Более низкие затраты на тепловой насос должны сопровождаться более высокой эффективностью теплового насоса

Приведенный выше анализ описывает эффекты замены базовой технологии отопления дома тепловым насосом 8,5 HSPF, 14,3 SEER. Эта замена обходится домам в среднем в 6600 долларов по сравнению со стоимостью замены существующего обогревателя на ту же технологию.Но стоимость и эффективность тепловых насосов могут меняться в зависимости от проекта, стимулов или технологических исследований и разработок.

Изменения в стоимости и эффективности тепловых насосов повлияют как на частную, так и на государственную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Более дешевые тепловые насосы увеличивают чистую приведенную стоимость использования тепловых насосов в обществе и сокращают экономию энергии, необходимую для того, чтобы сделать их привлекательным вариантом. Более эффективные тепловые насосы имеют более низкие затраты на электроэнергию. Рисунок 8 иллюстрирует эти эффекты.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 8. Снижение затрат улучшает влияние эффективности теплового насоса на скорость внедрения. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% домов с существующими тепловыми насосами и домов, в которых внедрение теплового насоса дало бы положительную частную чистую приведенную стоимость.

Загрузить рисунок:

Мы показываем, что более высокая эффективность теплового насоса действительно улучшает показатели внедрения тепловых насосов, но с уменьшением отдачи. Это уменьшение отдачи особенно заметно при более высоких затратах на установку.Например, при базовой стоимости повышение эффективности теплового насоса мало повлияет на общие показатели внедрения.

Если затраты снизятся — например. из-за технологических достижений, мягкого снижения затрат или субсидий — тогда убывающая отдача от более эффективных единиц будет менее заметной. Например, политика, направленная на покрытие некоторых дополнительных затрат на тепловые насосы с более высоким КПД, может быть эффективным способом одновременного снижения затрат и повышения эффективности.

В нашей статье представлена ​​более подробная картина преимуществ и затрат на внедрение тепловых насосов, чем в предыдущих исследованиях.Хотя прошлые исследования выявили целые регионы, где тепловые насосы приносят общественные или частные выгоды или убытки [2], мы обнаружили, что в большинстве климатов и для большинства типов домов проникновение тепловых насосов ниже, чем это социально оптимально (т. Е. Общественное + частное, ЧПС> 0). В соответствии с предыдущими исследованиями экологического воздействия отопления [2] и электрификации транспортных средств [42], мы обнаружили, что электрификация часто сокращает выбросы парниковых газов. Однако преимущества этих сокращений могут быть сведены на нет увеличением ущерба, наносимого загрязнителями, которые вносят более непосредственный вклад в краткосрочную смертность.Предыдущие исследования показывают, что полная электрификация резко увеличит спрос на энергосистему, и предполагают, что решением может быть продолжение использования природного газа для обеспечения небольшого количества тепла [3]. Мы показываем, что, хотя пиковый спрос на электроэнергию вряд ли резко возрастет, если тепловые насосы будут использоваться только теми, кто этим экономит деньги, более высокие уровни проникновения резко увеличивают пиковую потребность в электроэнергии. Это потребует творческой адаптации электроэнергетической системы, включая распределенную генерацию и реагирование на спрос (см., Например, [45]).

Хотя наш метод моделирования дает общую картину государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов, он имеет два основных недостатка, которые можно было бы исправить в будущем.

Мы изучаем энергоэффективность элементарным способом. Модель ResStock предоставляет множество характеристик, по которым можно оценить энергоэффективность различных смоделированных домов, например. инфильтрация воздуха, оконный тип, утепление чердака. Тщательное исследование этих характеристик и их влияния на внедрение тепловых насосов выходит за рамки настоящего исследования.Вместо этого мы используем год постройки дома, т.е. винтаж — как показатель энергоэффективности. Это предположение согласуется с тем, как разработан ResStock, потому что вероятность того, что случайно сгенерированный дом будет иметь высококачественную атмосферостойкость, окна, изоляцию чердака и другие качества, увеличивается, если его винтаж моложе. Винтаж — это также показатель, который политики могут легко использовать при разработке политики. Однако политическая инициатива по поощрению внедрения тепловых насосов вполне может сопровождаться стремлением улучшить качество жилищного фонда.Действительно, дома будущего могут быть спроектированы с учетом электрификации и эффективности, и это может изменить баланс выгод и затрат на тепловые насосы. В будущей работе следует оценить совокупные выгоды и затраты на такую ​​модернизацию с применением тепловых насосов.

Высокие темпы внедрения тепловых насосов, а также политика, развитие технологий и инновации, необходимые для их достижения, окажут значительное влияние на электросети и на энергетические рынки. Мы предполагаем постоянные значения цен на топливо, предельных выбросов в сеть, цен на электроэнергию и капитальных затрат на тепловые насосы.В действительности, по мере того, как скорость внедрения тепловых насосов увеличивается, а электрическая сеть становится чище, эти переменные могут изменяться по-разному. Например, затраты на тепловой насос могут снизиться из-за большей экономии на масштабе производства и опыта установщиков тепловых насосов, электрическая сеть может стать чище быстрее из-за углеродной политики, а цены на топливо могут измениться по мере снижения спроса на это топливо со стороны жилого сектора. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа.Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований. Более полное исследование могло бы изучить эти разные чувствительности, чтобы лучше понять неопределенность нашего решения.

Хотя эти недостатки могут повлиять на некоторые ценности наших результатов, мы не ожидаем, что они повлияют на основные выводы этого исследования.Внедрение тепловых насосов — это многогранная проблема, охватывающая несколько секторов и отраслей энергетики, но наш анализ охватывает достаточно этой сложности, чтобы дать обоснованную оценку государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в США. Наконец, хотя мы пытаемся учесть тот факт, что сеть, вероятно, станет чище в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня, очевидно, что существует потребность в других подходах, которые прогнозируют влияние на выбросы структурных изменений в сети [46, 47] или даже произвести альтернативные оценки выбросов от существующей электросети [48].

Применение теплового насоса хорошо сочетается с декарбонизацией. В некоторых случаях такое согласование является слабым — для 8% домов в США внедрение тепловых насосов либо увеличивает выбросы CO ₂ , либо влечет за собой очень высокие затраты на сокращение выбросов. В то время как универсальное внедрение тепловых насосов в США имеет сомнительную ценность, очень высокие показатели внедрения, составляющие 80–90%, могут рентабельно снизить выбросы парниковых газов.

Однако с учетом текущих цен на электроэнергию, прогнозов выбросов в электросети и технологии тепловых насосов мы считаем такие высокие темпы внедрения маловероятными.С частной экономической точки зрения, мы обнаружили, что внедрение теплового насоса дает чистую экономическую выгоду для 21% односемейных домов в США. При включении домов с существующими тепловыми насосами это составляет 32%. С точки зрения общественного благосостояния, мы обнаружили, что комбинированная ЧПС для климата и здоровья при внедрении тепловых насосов положительна для 70% жилищного фонда США, не использующего тепловые насосы. Эта ставка может снизиться, если учесть стоимость укрепления электрической сети для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию: последствия, с которыми столкнутся многие города.

Таким образом, мы находим преимущество тепловых насосов в качестве инструмента обезуглероживания, но есть много препятствий для достижения высоких показателей внедрения. Однако наш анализ показывает ключевые технологии, политику и стратегические идеи для преодоления этих препятствий, причем все они применимы не только к США, но и к другим странам или юрисдикциям:

• В первую очередь обращайтесь к мягкому климату: внедрение тепловых насосов в смешанном и прибрежном климате (см. Рис. 1) свидетельствует о сильном частном экономическом потенциале и ограниченном ущербе для общества.Особенно это касается электрических сетей со средним уровнем выбросов. Более того, в городах с мягким климатом меньше шансов увидеть резкий рост пикового спроса на электроэнергию или связанных с этим затрат на укрепление сети.
• В последнюю очередь обращайтесь к холодному климату: внедрение тепловых насосов в холодном климате (см. Рисунок 1) свидетельствует о слабом частном экономическом потенциале и значительном ущербе для общества. Более того, в городах с холодным климатом более вероятно резкое увеличение пикового спроса на электроэнергию и связанных с этим затрат на укрепление сетей.Исключением является установка теплового насоса для замены электрического резистивного нагревателя: такая модернизация обычно снижает затраты домовладельцев, снижает выбросы и снижает пиковую потребность в электроэнергии.
• Ускорение сокращения выбросов в энергетическом секторе: усилия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по критериям электростанций и по созданию генераторов с нулевым или низким уровнем выбросов углерода укрепят общественные аргументы в пользу внедрения тепловых насосов. Чем быстрее будут продвигаться эти усилия, тем более выгодными станут высокие показатели внедрения тепловых насосов.Там, где существующей технологией является мазут или резистивное нагревание, переход на тепловые насосы, вероятно, будет экологически и экономически выгодным даже при существующих электрических сетях.
• Возмещение затрат на технологию тепловых насосов средней эффективности: небольшое снижение капитальных затрат и небольшой выигрыш в эффективности могут значительно повысить скорость внедрения. Это может быть достигнуто с помощью таких политик, как отраслевое обучение для снижения затрат на установку, исследования и разработки для снижения стоимости технологий, субсидии, которые отдают предпочтение установкам с более высокой эффективностью, или вознаграждения, которые стимулируют чистое сокращение выбросов CO ₂ .
• Сосредоточьтесь на соответствующих нишах жилищного фонда: некоторые типы домов больше выигрывают от внедрения тепловых насосов, чем другие. Например, в США модернизация с использованием природного газа кажется наиболее перспективной в домах средней эффективности (урожай 1970–1989 годов), модернизация с использованием нефти и пропана в небольших (<1500 SF), старых (до 1990-х годов) домах, а также в электрических домах. модернизация резистивных нагревателей в больших (> 2500 SF), старых (до 1970-х годов) домах.

Целевые стратегические, технологические и политические инициативы могут способствовать широкому распространению тепловых насосов и глубокой электрификации сектора жилого отопления.По мере того, как электрическая сеть становится чище, эта электрификация приведет к большему сокращению выбросов CO ₂ .

как правильно установить насосное оборудование

Мощности нагревателей, работающих по принципу естественной циркуляции, зачастую не хватает для выработки необходимого количества тепла. В некоторых домах отопление может осуществляться за счет разницы температуры и массы теплоносителя, но в больших коттеджах потребуется подключение насоса к системе отопления.Чтобы тепло равномерно распределялось по жилью, а контур отопления функционировал без перебоев, необходимо соблюдать технологическую последовательность его монтажа.

Модернизация тепловых сетей

Стандартная система отопления хорошо работает даже без добавления дополнительных элементов, но это справедливо только для небольших зданий.

Отопительный контур слишком неравномерно распределяет энергию по своим элементам, особенно в случае автономного водоснабжения.Вода в бойлере закипит, но радиаторы в удаленных от него комнатах останутся почти холодными.

Эффективность тепловой сети можно повысить, установив трубы большого диаметра или установив циркуляционный насос. Предварительный демонтаж встроенных в стены и перекрытия конструкций требует привлечения строительных организаций ввиду его трудоемкости.

К тому же замена труб на аналоги широкого сечения серьезно ударит по кошельку домовладельца.Использование водяного насоса будет более выгодным технико-экономическим решением.

Использование устройств данной конструкции позволит улучшить температурный режим частного дома и добиться постоянного равномерного обогрева. Попадание воздуха в систему приводит к образованию газовых пробок, которые поднимаются вверх и препятствуют попаданию воды в радиаторы.

Работающий насос исключит возможность их возникновения и значительно расширит радиус отопительного контура.Чтобы не тратить лишние деньги на оборудование с избыточной мощностью и правильно определить место, куда его поставить, потребуется провести технические расчеты.

Выбор оборудования

Важным параметром при покупке водяного насоса является его мощность. Неправильный выбор приведет к чрезмерному энергопотреблению и сильным шумовым помехам во время работы. Сложная архитектура системы отопления также потребует вмешательства теплотехника.

Для расчета необходимой мощности хозяин частного дома может воспользоваться схемой, представленной ниже.Технические параметры смонтированных устройств должны превышать расчетные показатели на 10-15%.

Power search

Потребность в тепле, обеспечиваемая насосом, зависит от поперечного сечения токопроводящей трубы. На них сильно влияют показатель максимального давления, объем теплоносителя, его температура и плотность.

Количество рабочей жидкости, проходящей через случайный участок водяного контура, рассчитывается аналогично объемам воды, потребляемой котлом.Расходы равны силовым параметрам.

На практике использование бойлера на 20 кВт будет означать, что он будет пропускать через себя 20 литров жидкости в минуту.

Формула расчета

Аналогичный принцип применим и к радиаторам. Выбирая место, где будет установлен циркуляционный насос, необходимо учитывать расход каждого кольца тепловой сети. На этот показатель также будет влиять сечение трубопровода и его длина.

На каждую десятиметровую секцию системы отопления потребуется 0,6 м напора от рабочего насоса. Для коммуникаций стометровой длины, установленных в частном доме, понадобится аппарат с напором 6 м.

Стимулирование движения жидкости в трубах предполагает использование одного из двух качественно различных методов. Система может быть укомплектована агрегатом сухого типа, ротор которого не будет контактировать с водой внутри контура.Схема подключения «мокрого» насоса, напротив, требует погружения его рабочей части в жидкий теплоноситель.

Герметичные маховики первого типа применяются при обустройстве многоэтажных домов или крупных торговых центров. Турбулентность воздуха, сопровождающая их вращение, вызывает сильный шум и делает их неудобными для установки в частных домах.

Корпуса влажных насосов изготавливаются из латуни или бронзы, а внутри них находятся керамические или стальные детали.Протекающая через них вода действует как смазка и продлевает срок службы.

Прямая установка

Процесс установки насоса для отопления требует предварительной закупки оборудования с разъемной резьбой. Если его нет, монтаж осложнится необходимостью самостоятельного выбора переходных элементов. Для длительной эксплуатации вам также понадобятся глубокий фильтр и обратные клапаны для обеспечения работы под давлением.

Монтаж осуществляется с помощью набора гаечных ключей соответствующих размеров, клапанов и байпасов, равных диаметру стояка.

Конечная мощность нагрева будет зависеть от выбора места, где можно разместить оборудование.

Место для вставки

При подключении насоса учитывать периодическое обслуживание и размещать его в пределах досягаемости. Приоритетное место установки определяется и другими нюансами. В прошлом мокрые насосы часто устанавливались в обратных контурах. Охлажденная вода, омывающая рабочую часть оборудования, продлевала срок службы сальников, роторов и подшипников.

Детали современных циркуляционных устройств выполнены из прочного металла, защищены от воздействия горячей воды, поэтому могут свободно присоединяться к подающему трубопроводу.

Повышение эффективности

Правильно собранный насосный агрегат может увеличить давление в зоне всасывания и тем самым повысить эффективность нагрева. Схема подключения подразумевает установку устройства на подающем трубопроводе возле расширительного бака. Это создает зону высокой температуры в данной области отопительного контура.

Перед тем, как вставить байпас с помпой, нужно будет убедиться, что прибор выдержит натиск горячей воды. Если в частном доме оборудован теплый пол, устройство необходимо установить на линии подачи теплоносителя — это убережет систему от появления воздушных пробок.

Аналогичный метод подходит для мембранных резервуаров — байпасы монтируются на обратной линии в минимальной близости к расширителю. Это может затруднить доступ к устройству.Установка на контуре питания с врезным вертикальным обратным клапаном устранит проблему.

Структурная схема

Установка циркуляционного оборудования требует соблюдения правил относительно последовательности крепления элементов:

шаровые краны
• , установленные по бокам насоса, позволяют снимать его для осмотра или замены;
• фильтр, встроенный перед ними, защищает систему от включений, которые забивают трубы.Песок, окалина и мелкие абразивные частицы быстро разрушают крыльчатку и подшипники;
• верхние части байпасов оборудованы клапанами сброса воздуха. Их можно открывать вручную или работать в автоматическом режиме;
• правильная схема установки «мокрого» насоса предполагает его горизонтальный монтаж. При этом стрелка на корпусе должна совпадать с направлением движения воды;
• защита резьбовых соединений обеспечивается применением герметика, а все сопрягаемые части усилены прокладками.

В целях безопасности насосное оборудование можно подключать только к заземленной розетке. Если заземление еще не проводилось, его необходимо выполнить перед использованием устройства.

Зависимость насоса от наличия электричества не является препятствием для нормальной работы. При разработке проекта необходимо учитывать возможность естественной циркуляции в нем.

Порядок работы

При подключении к существующей тепловой сети потребуется слить из нее теплоноситель и продуть систему.Если трубопровод активно эксплуатируется в течение многих лет, его необходимо несколько раз промыть, чтобы удалить с трубопровода остатки накипи.

Функциональная цепь циркуляционного насоса и его арматура монтируется в заранее выбранном месте согласно правилам подключения. Когда цикл монтажа завершен и все дополнительные устройства присоединены, трубы снова заполняются теплоносителем.

Чтобы удалить оставшийся воздух, нужно открутить центральный винт на крышке устройства.Сигналом об успешном кровотечении будет вода, текущая из отверстий. Если насос управляется вручную, газы необходимо будет сбрасывать перед каждым запуском. Для экономии оборудования и уменьшения вмешательства в процесс отопления может быть установлен автоматический насос с системой управления работой.

Для того, чтобы в зимний период жизнь в доме была максимально комфортной, в обязательном порядке необходимо выполнить такую ​​операцию, как установка циркуляционного насоса в систему отопления.Эта процедура не слишком сложна и при необходимости может быть проведена самостоятельно. Но, конечно же, сначала придется подобрать подходящее по всем параметрам оборудование, а также ознакомиться с технологией его монтажа.

Преимущества использования

Системы с естественной циркуляцией теплоносителя имеют ряд недостатков. Во-первых, в доме нужно установить трубы слишком большого диаметра. Это нужно для того, чтобы вода по ним свободно циркулировала, никуда не задерживаясь.Во-вторых, при установке такой системы необходимо рассчитать угол наклона труб. И в-третьих, пользоваться данным оборудованием не очень удобно.

Установка циркуляционного насоса в систему отопления решает все эти проблемы. При его использовании трубы можно устанавливать тонкими. Наклон в таких системах не требуется, тепло равномерно распределяется по помещениям. Такой насос также можно установить в системе с естественной циркуляцией теплоносителя. В этом случае дом не останется без отопления.

Разновидности

В настоящее время производятся только два основных типа циркуляционных насосов: мокрые и обычные. Первый тип не очень мощный, работает бесшумно и обычно используется в загородных домах и коттеджах. Чаще всего это однофазное оборудование.

Насос в систему отопления многоквартирного дома выполняется так же, как и в сеть частного домика. Однако здесь используется обычное оборудование, то есть такое, в котором ротор и статор отделены от спиральной камеры водонепроницаемой мембраной.В этом случае монтаж проводится по трассе в отдельном помещении — котельной. Дело в том, что такие насосы очень шумные. Это трехфазное сверхмощное оборудование, требующее, помимо прочего, периодической смазки.

Как правильно выбрать

Прежде чем приступить к такой процедуре, как установка циркуляционного насоса в систему отопления (это вполне возможно сделать своими руками, как вы вскоре увидите), следует , конечно же, приобрести все необходимое оборудование.Итак, в том случае, если вам нужен насос для частного дома, стоит купить однофазную модель с ротором «мокрого хода». Для многоквартирного дома или очень большого коттеджа подойдут трехфазные мощные насосы.

В любом случае при покупке следует изучить технический паспорт модели. В этом случае в первую очередь нужно обратить внимание на следующие параметры:

• Производительность. Этот показатель обычно выражается в литрах или кубических метрах. Это объем жидкости, который насос может пропустить через себя за час.Чтобы найти подходящую модель, нужно знать, сколько воды закачивается в систему. Значение производительности должно быть примерно в три раза больше этого числа.
• Агрессия. Этот параметр показывает, с какой силой насос может всасывать охлаждающую жидкость. Устройство должно легко справляться с перекачкой воды по всем тепловым изгибам, при необходимости поднимать на верхние этажи и т. Д. Например, для многоквартирного дома потребуется приобретение оборудования с напором около 20 м. Для дачи подойдет и менее мощная модель.

Циркуляционные насосы с автоматикой считаются очень удобными в использовании. Такую модель можно поставить на таймер, и он при необходимости сам выключится и включится.

Основные правила установки

Чаще всего установка циркуляционного насоса в системе отопления осуществляется через байпасную трубу, называемую байпасом. В этом случае при отключении электроэнергии система без проблем переводится на естественную циркуляцию. Чтобы запустить воду напрямую, достаточно закрыть вентили на байпасе.

Циркуляционный насос устанавливается только на обратном трубопроводе между последним радиатором и котлом отопления. Это связано с тем, что насос не проталкивает воду, а всасывает ее. Кроме того, под воздействием очень горячего теплоносителя в подающей трубе быстро выходят из строя его механизмы.

Между насосом и котлом устанавливаются только манометр, термометр и предохранительный клапан. Непосредственно рядом с ним на байпасе устанавливается фильтр. В любой системе отопления много разного мусора: накипи, ила и т. Д.Без фильтра крыльчатка помпы быстро забьется, в результате чего она просто выйдет из строя.

При выполнении такой операции, как установка циркуляционного насоса в системе отопления частного дома, в обязательном порядке следует соблюдать следующие рекомендации:

• Если врезка производится в уже действующую сеть, предварительно необходимо слить воду из строк. В этом случае трубопровод необходимо тщательно промыть.
• После завершения полного цикла установки система снова заполняется водой.
• Все соединения необходимо закрыть герметиком.
• Последний шаг — открыть центральный винт на корпусе насоса и выпустить из него лишний воздух.

Как установить

Монтаж циркуляционного насоса в системе отопления своими руками осуществляется следующим образом:

• На намеченном участке обратного патрубка вырезается кусок, длина которого должен быть равен ширине обхода.
• Тройники установлены на обоих свободных концах.
• Эти элементы соединены отрезком трубы с установленным в ней клапаном.
• Каждый тройник соединен с L-образным отрезком трубы с гайками на конце и клапанами.
• Фильтр установлен на одной из L-образных частей (между клапаном и насосом).
• Гайки накручиваются на патрубки циркуляционного насоса.

Устройство должно быть установлено таким образом, чтобы охлаждающая жидкость впоследствии двигалась в направлении, указанном стрелкой на корпусе.Кроме того, место для его вставки следует выбирать таким образом, чтобы впоследствии к нему не было затруднительного доступа.

Как подключить к сети

При использовании вышеописанного способа монтажа циркуляционного насоса его вал будет расположен в горизонтальном положении. В этом случае в нем не будет скапливаться воздух, что мешает смазке подшипников. Помимо прочего, при установке устройства обязательно убедитесь, что оно расположено сверху.

Электронасос подключается к сети с соблюдением всех необходимых правил безопасности.Кабель питания должен быть снабжен вилкой или выключателем. Минимальное расстояние между осями контактов 3 мм. Сечение кабеля — не менее 0,75 мм. Разумеется, насос необходимо подключать к розетке с заземлением.

Один или несколько?

Обычно в частном доме в системе отопления устанавливается только один циркуляционный насос. Мощности современного оборудования такого типа вполне хватает, чтобы обеспечить достаточный расход теплоносителя. Два насоса включаются в систему только в том случае, если общая длина трубы превышает 80 м.

Можно установить без байпаса

На байпасной трубе в системе отопления открытого типа обычно устанавливается циркуляционный насос. При этом при необходимости у владельцев загородного дома есть возможность переключить сеть на естественный поток теплоносителя. Если система планируется без уклонов, насос можно устанавливать в трубе без байпаса. В этом случае установка осуществляется непосредственно в обратную линию. В этом случае также необходимо установить запорную арматуру.Это позволит вам легко снять устройство для ремонта или замены без слива воды из системы.

Такая процедура, как установка циркуляционного насоса в системе отопления без байпаса, обычно выполняется только при наличии в доме альтернативного источника электроэнергии. Это может быть, например, современный бензиновый или дизельный генератор. В этом случае в случае внезапного отключения электроэнергии здание не останется без отопления.

Как установить на полипропилен

Теперь посмотрим, как в этом случае устанавливается циркуляционный насос в системе отопления.Полипропилен — материал достаточно легкий и удобный в использовании. В этом случае подключение оборудования осуществляется следующим образом:

• К концам линии припаиваются специальные соединения (3/4).
• Далее к ним крепятся краны с помощью льна.
• Затем последние соединяются с насосным агрегатом с помощью швабры.

Правила эксплуатации

Современные циркуляционные насосы отличаются надежностью и длительным сроком службы.Но, конечно, иногда и это оборудование выходит из строя. Такая неприятность может произойти, например, из-за:

• слишком сильной или слабой подачи воды,
• работы без охлаждающей жидкости в системе,
• в случае длительного простоя,
• если вода слишком горячая (больше +65 г).

Как демонтировать

Итак, мы разобрали, как устанавливается циркуляционный насос в закрытой и открытой системе отопления. Теперь поговорим о том, как снять это оборудование в случае, если его нужно отремонтировать или заменить.Эта процедура состоит всего из нескольких шагов:

• насос обесточен,
• перепускные клапаны закрываются,
• открывается кран на магистрали,
• откручиваются гайки крепления.

В том случае, если насос долгое время был установлен в системе, он, скорее всего, застрянет. Следовательно, его придется выбивать, постукивая молотком.

Самостоятельно отремонтировать насос вряд ли получится, если хозяин дома не имеет в этом деле достаточного опыта.Скорее всего, его придется отнести в ремонтную мастерскую. Но чаще всего владельцы дачных построек все же устанавливают в систему новое оборудование, поскольку насосы сегодня не слишком дороги.

Довольно часто бывает, что старая система отопления, работающая по принципу естественной циркуляции теплоносителя — воды, перестает справляться с обогревом дома. Иногда система отопления изначально спроектирована неправильно и требует намного больше топлива (газа, угля, дров и т. Д.). Возможно, вы этого не заметили, но сравнивая затраты на топливо на обогрев подобного дома у соседа — понимаете, что «где-то у вас что-то не так.«Можно ли без больших затрат повысить эффективность существующей системы отопления. В большинстве случаев да.

Одной из причин снижения КПД системы отопления может быть постепенное изменение схемы отопления в результате ремонта и переделки, а также загрязнение внутренних стен ржавчиной и окалиной. В результате происходит уменьшение диаметров труб и увеличение шероховатости внутренних стенок, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления системы отопления и потере циркуляции в ней полностью или на отдельных участках.Система естественной циркуляции должна иметь уклон по всей длине линии. Этот уклон может измениться в течение года-двух после постройки дома в результате проседания фундамента.

Радикальное лекарство от такой системы отопления — это капитальный ремонт. Но это не всегда возможно, к тому же связано со значительными затратами и последующим ремонтом помещения.

Другой способ — ограничиться минимальным хирургическим вмешательством — врезной циркуляционный насос .

Современные циркуляционные насосы для небольших частных домов — недорогие, надежные, тихие и экономичные, поэтому стоит установить насос в системе отопления в профилактических целях, чтобы оживить старую гравитационную систему отопления с естественной циркуляцией и подарить ей бодрость и вторую молодость.

Практически всегда после установки насоса в систему отопления вы получите повышение КПД котла. К тому же комната нагревается в несколько раз быстрее и равномернее.Особенно это заметно в межсезонье, когда котел включается не постоянно, а по необходимости. Все комнаты прогреются быстро и равномерно. Все это значительно экономит расходы на топливо.

Основные преимущества установки циркуляционного насоса в систему отопления

• повышение эффективности системы;
• быстрый нагрев воздуха во всех помещениях, увеличение отапливаемой площади;
• центровка температурных индикаторов в трубопроводе;
• исключение бортовых труб;
• пониженный расход топлива;
• возможность установки полотенцесушителей, терморегуляторов;
• применение труб малого диаметра;
• низкая стоимость оборудования и монтажа.

Циркуляционный насос — это возможность быстро улучшить качество отопления дома без демонтажа всей системы и больших финансовых затрат.

Единственным недостатком такого решения является зависимость насосного оборудования от электричества, но обычно проблема решается подключением ИБП к циркуляционному насосу.
Другой способ — установить насос в байпасном контуре. Затем при отсутствии электричества можно перейти на работу схемы без насоса.Более подробно эта схема будет рассмотрена ниже.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации существующей системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя обеспечивают более быстрый и равномерный прогрев всех участков водяного контура вне зависимости от удаленности от водогрейного агрегата.

Где установить циркуляционный насос?

Если у вас твердотопливный котел, то при установке насоса в существующую систему лучше всего установить его на обратном трубопроводе, рядом с котлом, чтобы на него не повлияла слишком высокая температура воды в системе. питание от котла, разогретого на полную мощность.Для сохранения возможности работы котла без циркуляционного насоса насос целесообразно устанавливать по байпасной схеме — это байпасный участок магистральной магистрали, предусматривающий возможность переключения системы отопления на естественный циркуляция, минуя насос.

Обводной агрегат можно сделать своими руками, либо приобрести готовые, часто они имеются в продаже на рынках, полукустарное производство. Не бойтесь, что он не подойдет к приобретенному вами насосу.Достаточно измерить установочный размер зазора байпасного агрегата между шаровым краном и фильтром, предназначенным для установки насоса. Должно быть 180 миллиметров.

Стандартный размер циркуляционного насоса — ровно 180 миллиметров. Есть и укороченные версии, 130 миллиметров, рассчитанные на установку в насосные агрегаты быстрого монтажа, но в обычной розничной сети таких насосов практически нет.

Важно! При использовании байпасного контура для установки насоса, выпуск расширительного бака и предохранительный клапан ДОЛЖНЫ быть установлены до или после клапанов, отключающих насосную или байпасную секцию.Расширительный бак и предохранительный клапан нельзя отключать от системы отопления ни в каком рабочем режиме, насосном или естественном!

Что нужно сделать перед установкой насоса в систему отопления?

Итак, как вы помните, у вас старая система отопления, полная шлама и ржавчины, которую необходимо по возможности удалить. В большинстве случаев доступна только элементарная промывка. Недостаточно просто слить воду из системы, так как она сливается через сливной кран небольшого диаметра.При этом вода движется по системе очень медленно, потому что основные диаметры трубопроводов намного больше диаметра сливного клапана и весь шлам и ржавчина спокойно оседают в трубе.

Стальные трубы наиболее подвержены засорению. Это связано с их шероховатой поверхностью, которая с годами становится все более несовершенной. Полипропиленовые, пластиковые, оцинкованные трубы более гладкие и менее подвержены оседанию на них ржавчины — ее просто смывают струей теплоносителя.

Поэтому, когда вы вскрыли обратный трубопровод, вырезав участок для установки насоса, промойте систему, подключив ее к водопроводу через шланги. Постарайтесь обеспечить максимальный поток через систему отопления при максимально возможном напоре. У вас все равно не получится создать хороший высокоскоростной поток в трубах большого диаметра, поэтому потратьте на промывку немного больше времени, чем хотелось бы, дайте вытечь максимально возможному количеству шлама и ржавчины.

Как выбрать циркуляционный насос для установки в системе отопления с естественной циркуляцией?

Важный момент, на который нужно обратить внимание.При проектировании новых систем насосы выбираются исходя из общей тепловой мощности системы отопления, определяется общий расход (расход) теплоносителя, необходимый для такой мощности через систему, и к нему приравнивается требуемая производительность циркуляционного насоса. .

Тогда общее гидравлическое сопротивление системы отопления и рассчитать требуемый напор циркуляционного насоса … Полные расчеты сложны и не нужны для небольшого частного дома.Для маленьких домов (да и для больших тоже) существуют упрощенные методы расчета, доступные даже совершенно неподготовленным людям. В Интернете довольно много способов — выберите, какой вам больше нравится, и рассчитайте параметры для выбора помпы.
Тепловую мощность существующей системы отопления определить еще проще — посмотрите на паспортную табличку котла.

Для построек с относительно небольшой площадью существует метод расчета насоса без формул. Подбирайте мощность циркуляционного насоса самостоятельно следующим образом:

• По производительности котла. Расчет циркуляционного насоса для системы отопления частного дома проводится с учетом того, что 1 кВт мощности водонагревательного оборудования соответствует коэффициенту пропускной способности, равному 1 л / мин. Соответственно, на котел мощностью 25 кВт потребуется установка помпы с показателем 1500 л / ч.
• Расчет давления циркуляционного насоса системы отопления.В технической документации указывается параметр напора в метрах водяного столба. По этому параметру можно определить длину водяного контура и рассчитать необходимое количество насосов в системе.
  Считается, что за 10 пог. трубопровода, потребуется 0,6 м напора водяного столба. Оптимальный выбор насоса для 1-этажного дома — стандартные модели на 6 м. Изобразительное искусство. Станции подходят для помещений с трубопроводом до 100 погонных метров.
  Если напора недостаточно, устанавливается второй насос или выбирается более мощная модель.Такой же принцип расчета используется при выборе насоса для 2-х этажного дома.

Основными паспортными показателями циркуляционного насоса являются производительность, напор и расход. В первую очередь должен интересовать расход, он определяется по формуле:

Q = N / (t2-t1)

N — мощность теплового агрегата. Если паспортной таблички нет, очень и очень приблизительно, за основу можно взять средние данные о потребности в тепловой энергии на отопление — 0.1 кВт / м2, умноженное на отапливаемую площадь в м2.
t1 — температура теплоносителя на входе (обратке), в среднем 65 ºС
t2 — расчетная температура теплоносителя на выходе (подаче), для обычных систем в среднем 90 ºС.

Напор насоса приблизительно определяется исходя из показателя мощности 100 Вт на квадратный метр площади.

Следует учесть еще один важный момент — особенность установки насоса в системе с естественной циркуляцией .

Для системы принудительной циркуляции с насосом ваша старая система имеет очень толстые трубы. При проектировании новых систем отопления диаметр труб выбирается таким образом, чтобы скорость потока в них находилась в пределах от 0,4 до 1,5 метра в секунду. На меньшей скорости воздух не будет удаляться из системы и пузырьки воздуха будут оставаться висящими в трубах, при более высокой скорости потока возможно гудение труб и ускоренный износ элементов системы отопления. Высокая скорость при гудении в трубах вам не грозит, а вот очень низкая скорость при плохой эвакуации воздуха из системы вполне вероятна.

Но не все так плохо. В конце концов, у вас есть система с хоть и плохой, но естественной циркуляцией и система промывается! Поэтому нет необходимости подбирать насос по диаметру труб, достаточно поставить модель насоса на ступень выше в номенклатуре.

Такое устройство, как циркуляционный насос для отопления, позволяет повысить эффективность автономных систем отопления дачных и загородных домов. Установить этот насос в систему отопления не представляет особой сложности, поэтому выполнить эту процедуру, обладая хотя бы минимальными навыками работы с техническими устройствами, можно самостоятельно, без привлечения квалифицированных специалистов.

Назначение циркуляционных насосов

Основная задача, которую решают циркуляционные насосы для отопительных котлов, — обеспечить постоянное движение жидкости, передающей тепловую энергию, по трубопроводу без изменения напора потока. Таким образом, постоянно перемещаясь по трубопроводу с определенной скоростью, нагретая вода способствует лучшей передаче тепловой энергии элементам системы отопления и, соответственно, более быстрому и эффективному обогреву помещения.

Обязательным условием является установка циркуляционного насоса в системе отопления, работающей по принципу принудительной рециркуляции.Такие устройства также устанавливают в системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя для увеличения их тепловой мощности. Многие современные модели циркуляционных насосов могут работать с разной скоростью и оснащены специальным переключателем, позволяющим выбрать необходимый режим работы.

С помощью регулируемых циркуляционных насосов можно эффективно управлять работой системы отопления, включив ее на максимальный уровень теплоотдачи, когда на улице очень холодно, и выставив экономичный режим работы после установления комфортной температуры воздуха в помещении. отапливаемые помещения.Некоторые модели регулируемых насосов для отопительных котлов могут работать в автоматическом режиме, реагируя на изменение температуры воздуха в отапливаемых помещениях и переключаясь на необходимую скорость подачи теплоносителя в систему трубопроводов.

По конструкции циркуляционные насосы, устанавливаемые в системах отопления, делятся на две большие категории: с «сухим» и «мокрым» ротором. Устройства с «сухим» ротором обладают более высоким КПД и производительностью, но при работе издают сильный шум, их сложнее обслуживать и ремонтировать.Гидравлические машины с «мокрым» ротором отличаются простотой обслуживания и высокой надежностью и при обеспечении необходимого качества охлаждающей жидкости способны надежно работать более десяти лет.

Кроме того, циркуляционные насосы этого типа излучают минимальный уровень шума во время работы. Даже невысокого КПД и производительности насосных устройств с «мокрым» ротором вполне достаточно для обеспечения эффективной работы системы отопления частного дома или дачного дома.

Как правильно выбрать место для установки

Перед установкой циркуляционного насоса необходимо определить наиболее подходящее место для установки. Обычно такой насос в системе отопления монтируется после котла, на участке трубопровода, расположенном перед первым ответвлением. При этом существенной разницы в том, в какой из магистральных (подающих или обратных) трубопроводов устанавливается насос для отопления. Для изготовления циркуляционного насосного оборудования производители используют материалы, способные выдерживать температуру воды в системе, достигающую 100-115 9 · 10 28 ° С. , поэтому установка такого устройства даже на подающей магистрали, где температура теплоносителя максимальна, не нанесет ему вреда.На гидравлические характеристики системы отопления и всех входящих в нее элементов также не сказывается отрицательно, на каком из трубопроводов установлен циркуляционный насос.

Как установить насос для отопления? Основное внимание следует уделять тому, как устроен трубопровод насоса и как ориентирован ротор. В системах отопления, состоящих из двух отдельных ветвей (контуров), каждая из которых работает на обогрев разных частей дома или его полов, лучше установить два циркуляционных насоса — на каждый из контуров отдельно.Схема установки циркуляционных насосов на каждом из ответвлений системы отопления оставлена ​​прежней — сразу после котла и перед первым ответвлением на трубопроводе.

Использование отдельного насоса для каждой из ветвей системы отопления позволяет регулировать теплоотдачу каждого из этих контуров отопления, создавая необходимый температурный режим в помещениях, которые обслуживаются такими контурами.

В случае, если первый и второй этажи дома обслуживаются отдельными контурами отопления, использование двух циркуляционных насосов также позволит сэкономить на отоплении здания.Такая экономия заключается в том, что для обогрева верхних этажей, где температура воздуха всегда выше, требуется меньше тепловой энергии от отопительной системы. Соответственно, циркуляционный насос, обслуживающий отопительный контур верхних этажей, может быть установлен на более низкую рабочую скорость, что позволит сэкономить энергоресурсы, используемые для нагрева воды в котле.

Схемы обвязки

Схема подключения насоса котла зависит от типа отопительной системы, на которой установлено такое устройство.Как уже было сказано выше, системы отопления различают с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Первые просто не работают без такого насосного оборудования, вторые работают, но при этом отличаются низкой теплоотдачей. Обычно системы отопления, которые могут работать с циркуляционным насосом или без него, используются для оборудования домов, расположенных в районах с частыми отключениями электроэнергии. Использование таких комбинированных вариантов позволяет сохранять тепло в доме вне зависимости от наличия напряжения в централизованной сети электроснабжения.В тех случаях, когда в дом не поступает электрический ток, система отопления хоть и с меньшей теплоотдачей, но работает без циркуляционного насоса.

Установка в системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Монтаж насоса в системе отопления частного дома, изначально спроектированного с учетом использования такого устройства, производится при разрыве подающего или обратного патрубка контура. Очень частая причина некорректной работы циркуляционного насоса и даже его выхода из строя — низкое качество теплоносителя, наличие в его составе песка и других нерастворимых примесей.Особенно это актуально, когда для обогрева дома используется открытая система отопления.

Твердые нерастворимые частицы, содержащиеся в охлаждающей жидкости, часто вызывают заклинивание крыльчатки, а затем останавливают приводной двигатель. Чтобы не столкнуться с такими проблемами, необходимо установить фильтр грубой очистки на участке трубопровода, по которому теплоноситель поступает в насос.

Для правильной установки циркуляционного насоса в системе отопления необходимо установить шаровые краны с обеих сторон такого устройства.Эти краны нужны для того, чтобы не слить теплоноситель со всего трубопровода при обслуживании или ремонте насоса.

Установка в системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Для установки насоса отопительного котла, обслуживающего систему с естественной циркуляцией теплоносителя, обязательно использовать байпас. Это трубная перемычка, по которой движется теплоноситель в системе отопления, когда установленный на ней электронасос не работает.

На байпасе установлен шаровой кран, который при нормальной работе циркуляционного насоса закрыт.В тех случаях, когда гидромашина по каким-либо причинам не работает и, соответственно, не может обеспечить необходимую циркуляцию теплоносителя, открывается перепускной клапан, а на участке трубы, идущей к насосу, он закрывается. Таким образом, насос отключается от отопительного контура, и теплоноситель начинает по нему естественным образом двигаться.

Особенности установки

Задаваясь вопросом, как правильно установить насос, который обеспечит эффективную циркуляцию теплоносителя в трубах отопления, следует учесть ряд других важных нюансов.Первый из этих нюансов — ротор насосов при установке должен располагаться строго горизонтально. Это требование объясняется тем, что только при таком расположении насоса с «мокрым» ротором все движущиеся элементы его внутренней конструкции будут эффективно смазываться и, соответственно, смогут избежать чрезмерного трения и перегрева.

Второй момент, который следует учитывать при установке рециркуляционного насоса для отопления, — это направление потока теплоносителя в трубопроводе.На корпусе любого циркуляционного насоса есть стрелка, указывающая, в каком направлении должна двигаться теплоноситель через такое устройство. Осуществить установку по такой подсказке от производителей несложно: смотрим, в каком направлении движется поток теплоносителя в трубопроводе, обращаем внимание на направление стрелки на корпусе насоса и выставляем в правильное положение. Следует учитывать, что неправильные действия по установке насоса на отопительный контур могут привести не только к некорректной работе такого устройства, но и к его быстрому выходу из строя.

Выбирая циркуляционный насос для оборудования своей системы отопления, имейте в виду, что некоторые модели таких устройств могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально. При этом в последнем случае насос может потерять до 30% давления, которое образуется в напорной магистрали.

Подключение устройства к электросети

При подключении насоса к электросети, для чего необходимо использовать три провода (фазный, нейтральный и заземляющий), лучше использовать индивидуальную линию, оборудованную автоматическим выключателем.

Для автономного отопления загородного дома с естественной циркуляцией характерна общая проблема. Неравномерное движение теплоносителя по системе приводит к неравномерному нагреву отопительных приборов, особенно если система отопления достаточно длинная. Тепловые насосы для отопления решают проблему неравномерного движения теплоносителя, превращая отопление в систему отопления с принудительной циркуляцией.

Зачем устанавливать циркуляционный насос

Если вы столкнулись с проблемой неравномерного прогрева системы отопления вокруг дома, есть два пути ее решения:

1. Заменить все трубы отопления на трубы большего диаметра;
2. Или установить в систему циркуляционный насос.

Очевидно, что установка циркуляционного насоса намного дешевле и практичнее, чем замена труб. Врезав циркуляционный насос в систему, можно решить несколько задач:

• Отопительные приборы прогреются более равномерно;
• Контур отопления значительно расширится;
• Помпа устранит проблему воздушных пробок.

Насос облегчит принятие душа и одновременное использование других сантехнических устройств дома.Кстати, купить душевые кабины недорого недорого Москва полна сюрпризов и интернет-магазин ТМ Титан — один из них.

Стоит отметить, что для установки циркуляционного насоса вам не придется проделывать сложные монтажные работы в уже готовой системе отопления. Используется технология врезки.

Подбор (расчет) циркуляционного насоса

Для выбора циркуляционного насоса необходимо произвести расчет его мощности. Если у вас сложная система отопления, лучше доверить расчет насоса специалисту.В простой системе отопления требуемая мощность насоса рассчитывается по формуле:

Расчет позволит выбрать насос по параметру: максимальная производительность по воде или пропускная способность.

Обращаем внимание

Обратите внимание, что для работы циркуляционного насоса необходимо наличие электричества. Электрическая мощность не указана на этикетке помпы, но составляет 100-250 Вт, что позволяет подключать их к любой группе розеток дома.Однако для защиты от поражения электрическим током линия питания насоса должна быть защищена УЗО на 30 мА.

Важно! Во время работы циркуляционные насосы издают довольно сильный «гудящий» звук. Этот параметр можно указать в описании помпы и на него нужно обращать внимание, чем он меньше, тем лучше.

Установка циркуляционного насоса в систему отопления

Материал для работы

Из материалов вам понадобится:

• Сам насос;
• Фитинги соединительные для врезки насоса;
• Обратный клапан или перепускной клапан;
• Два запорных клапана (шаровые краны) для установки с обеих сторон насоса;
• Фильтр грубой очистки;
• Сцепление с контргайкой;
• Паста обмоточная и сантехническая.

Инструмент рабочий

Подготовить к работе следующий инструмент:

• Ключи разводные и гаечные нужного размера;
• Сварка.

Выбор места для насоса

Современный циркуляционный насос «мокрого» типа может быть установлен как в обратном, так и в прямом отводе отопления. Традиционно циркуляционный насос размещается в «обратке» перед котлом для того, чтобы:

• Уменьшить износ и увеличить срок службы ротора насоса;
• Избегать закипания котла из-за всасывания воздуха из котла насосом;
• Повреждение насоса из-за возможного закипания котла, особенно твердотопливного котла.

Схема насоса в подающей линии и схема насоса в обратной

Инструкция по подключению циркуляционного насоса

Примечание: Есть два варианта врезки в насос: с запорным вентилем или шаровым краном на основной линии разлива.

• При установке насоса в существующую тепловую сеть сначала слейте всю теплоноситель;
• При необходимости очистить трубы отопления;

• На месте установки насоса устанавливается байпас.Диаметр обводной трубы должен быть меньше диаметра основной трубы;

• Ставим перед помпой грязный фильтр. На фильтре есть стрелка движения воды. Это остановит образование осадка в системе;

• Вал насоса должен быть установлен горизонтально. На корпусе насоса показана стрелка движения охлаждающей жидкости;
• Запорные краны (шаровые краны) устанавливаются до и после насоса. Они играют техническую роль при ремонте.;
• На магистральном трубопроводе теплоносителя установлена ​​запорная арматура или шаровой кран;

• При сборке придерживаемся схемы;

• После завершения монтажа помпы система заполняется охлаждающей жидкостью. Далее винт помпы открывается для стравливания воздуха (в отверстии для винта появится вода).

Могут ли бытовые тепловые насосы стать частью климатического решения?

ФАКУЛЬТЕТ Q&A

Согласно новому исследованию исследователя из Мичиганского университета и его коллег, более широкое развертывание тепловых насосов в жилых домах в Соединенных Штатах может помочь снизить углеродное загрязнение, а также сэкономить деньги домовладельцев.

Партх Вайшнав. Изображение предоставлено: UM School for Environment and Sustainability

Однако в большей части страны электросеть должна стать более чистой, а электрические тепловые насосы должны стать дешевле, прежде чем эти устройства станут привлекательными как с экологической, так и с финансовой точки зрения, — говорит Парт Вайшнав из Центра устойчивых систем в U-M’s School. за окружающую среду и устойчивость.

Исследование было опубликовано 28 июля в журнале Environmental Research Letters.Другими авторами являются Томас Дитжен из Техасского университета и Лиам Уолш из Университета Карнеги-Меллона.

Что такое бытовой тепловой насос? Я видел, как их описывают как кондиционеры, которые слегка модифицированы, так что они могут работать в двух направлениях, охлаждая дом летом и обеспечивая тепло зимой. Это верно?

Совершенно верно. Тепло естественным образом перетекает из жарких мест в холодные, как машина катится с горы. Летом кондиционеры перемещают тепло из холодного места (внутри вашего дома) в жаркое место (снаружи).Зимой кондиционеры могут работать как тепловой насос и делать то же самое, за исключением того, что холодное место находится снаружи, а жаркое — ваш дом. Точно так же, как вам нужно проделать некоторую работу, чтобы поднять машину в гору, вам нужно проделать некоторую работу, чтобы переместить тепло из холодного места в жаркое. Что делает тепловые насосы эффективными, так это то, что вы обычно можете передавать две или более единиц тепла за каждую единицу работы.

Тепловые насосы широко обсуждаются как средство борьбы с изменением климата. Как электрические тепловые насосы могут помочь снизить выбросы ископаемого топлива и каков потенциал их широкого распространения в Соединенных Штатах?

Большинство домов в США.S. нагреваются путем сжигания углеродсодержащего топлива (природного газа, пропана или масла) в доме. При этом выделяются парниковые газы. Нет простого способа избавиться от парниковых газов при этом сгорании. Например, было бы очень дорого улавливать небольшое количество углекислого газа из сотен миллионов домов и навсегда изолировать его. Однако тепловые насосы работают на электричестве, и существует множество хороших и относительно недорогих способов обезуглероживания электрической сети.

Наше исследование показывает, что если предположить умеренную декарбонизацию сети в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня, тепловые насосы повсеместно сократят выбросы парниковых газов.Однако мы должны помнить о двух вещах. Во-первых, тепловые насосы повысят затраты на отопление некоторых домов, особенно если мы не будем облагать налогом ископаемое топливо за вред, который они наносят здоровью человека и окружающей среде.

Во-вторых, при производстве электроэнергии из угля и природного газа также образуются вредные загрязнители, такие как оксиды азота, мелкие твердые частицы и диоксид серы. В некоторых частях страны электроэнергетика настолько загрязнена, что выбросы этих загрязняющих веществ наносят достаточный ущерб, чтобы превзойти преимущества сокращения выбросов углекислого газа.

Учитывая все это, наше исследование показывает, что перевод около 30% частных домов на тепловые насосы прямо сейчас снизит вред окружающей среде и здоровью человека, а также сэкономит деньги домохозяйств. Мы должны начать с перехода с резистивного электрического отопления, нефти и пропана на природный газ. Лучшее место для старта — районы страны с умеренным климатом.

Мы также должны очистить сеть как можно быстрее. Если мы возьмем на себя обязательство сделать это, наши предыдущие исследования показывают, что тепловые насосы могут снизить вред окружающей среде и здоровью человека практически повсюду в стране.

Как было проведено исследование «Письмо об экологических исследованиях» и какой результат был наиболее важным?

Мы использовали базу данных ResStock, разработанную Национальной лабораторией возобновляемой энергии, для моделирования 400 домов в каждом из 55 городов США, всего 22 000 домов. Каждый набор домов был выбран так, чтобы представлять жилой фонд в этом городе. Затем мы использовали модель EnergyPlus Министерства энергетики США для моделирования почасового использования энергии для каждого из этих 22 000 домов.Мы выполнили две версии этого анализа: одну с тепловыми насосами, а другую с тем топливом, которое в настоящее время использовалось в доме. Мы сравнили эти два прогона, чтобы выяснить преимущества и затраты на переход на тепловые насосы.

Для оценки ущерба здоровью человека мы использовали интегрированные модели качества воздуха, разработанные исследователями из Карнеги-Меллона. Чтобы оценить вред, наносимый окружающей среде, мы использовали социальную стоимость углерода.

Самым важным открытием стало то, что вы можете сэкономить деньги и снизить социальный вред прямо сейчас, удвоив долю домов, в которых есть тепловые насосы.

Какой процент домов в США может получить финансовую выгоду — в виде сокращения счетов за коммунальные услуги — от установки электрического теплового насоса, и какой процент этих домов может снизить выбросы парниковых газов за счет установки теплового насоса?

Около трети домов на одну семью получат финансовую выгоду с учетом дополнительных затрат на установку тепловых насосов по сравнению с газовой печью. Все эти дома сократят выбросы парниковых газов.

Каковы основные препятствия на пути к широкому распространению тепловых насосов в США?

С точки зрения домовладельца, основным препятствием является предполагаемая более высокая стоимость установки тепловых насосов.Я говорю «воспринимаемый», потому что во многих частях страны тепловые насосы более чем окупаются за свой срок службы. Кроме того, если домовладельцу необходимо заменить печь и кондиционер, установка теплового насоса, который может нагревать и охлаждать, может быть самым дешевым вариантом. Еще одним ключевым препятствием является то, что установщики могут недостаточно знать о тепловых насосах, чтобы должным образом информировать клиентов.

Каков потенциал использования тепловых насосов в жилых домах в таких холодных погодных условиях, как Мичиган?

В перспективе очень хорошо.С точки зрения их способности «выполнять работу» тепловые насосы стали намного лучше работать надежно и эффективно в холодном климате. Они будут продолжать улучшаться. По мере того, как лето становится теплее, тот факт, что тепловые насосы также могут служить эффективными кондиционерами, будет становиться все более ценным.

Тем не менее, мы должны продолжать инвестировать в то, чтобы сделать тепловые насосы более дешевыми и эффективными. Мы также должны инвестировать в повышение эффективности нашего жилищного фонда, поддерживая утепление. Помимо холодного климата, одна из проблем заключается в том, что электросеть Среднего Запада все еще слишком зависит от угля и природного газа.Мы должны либо перейти на источники, которые вообще не производят выбросов углекислого газа, либо мы должны улавливать выбросы угольных и газовых заводов и навсегда изолировать их.

Дополнительная информация:

Единственное, что вы можете сделать: подумайте о тепловом насосе

Добро пожаловать в информационный бюллетень Climate Fwd: . Климатическая группа New York Times раз в неделю рассылает читателям по электронной почте истории и идеи об изменении климата. Зарегистрируйтесь здесь , чтобы получить его на свой почтовый ящик. (И найдите версию письма на этой неделе на сайте здесь .)

Это было долгое, бурное лето, но многие из нас скоро снова включат жару. Это означает большие выбросы парниковых газов.

В Соединенных Штатах при отоплении домов и предприятий производится около 560 миллионов тонн углекислого газа в год, или примерно 10-я часть выбросов в стране. Но есть кое-что, что может значительно сократить как ваши счета за отопление, так и ваш углеродный след, независимо от того, где вы живете: тепловой насос.

Тепловой насос — это комплексное устройство для нагрева и охлаждения. Есть несколько различных видов, но наиболее распространенные из них извлекают тепло из воздуха. Затем они перемещают его внутрь (для обогрева дома) или наружу (для охлаждения). Это требует намного меньше энергии, чем традиционные системы отопления, такие как котлы, печи и электрические радиаторы, которые работают, нагревая воздух внутри вашего дома.

«Даже в холодном воздухе довольно много тепла, — сказал Виджей Моди, профессор машиностроения Колумбийского университета.По его оценкам, домашний тепловой насос может сократить потребление электроэнергии на две трети по сравнению с более традиционными системами отопления.

Некоммерческая группа Northeast Energy Efficiency Partnerships, занимающаяся вопросами энергоэффективности, обнаружила, что замена традиционной системы отопления помещений тепловым насосом может сэкономить до 948 долларов в год.

Но переход на тепловой насос также требует значительных вложений, часто в тысячи долларов. Вот почему доктор Моди рекомендовал сделать переход, когда пришло время заменить старую систему отопления и кондиционирования воздуха.

Большая часть этих первоначальных инвестиций будет связана с расходами на установку, но многие штаты предлагают скидки, чтобы помочь компенсировать эти расходы. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности — это одно из мест для поиска программ в вашем регионе. Производители и местные подрядчики также должны быть хорошими источниками последней информации.

Также возможно установить тепловой насос в квартире или всего в нескольких комнатах вашего дома, даже если у вас нет воздуховодов. В этом случае вы можете использовать оконные блоки или, что более вероятно, сплит-систему, в которой компрессор теплового насоса установлен на крыше или балконе с линиями, по которым тепло поступает в дом.

Однако стоит отметить, что тепловые насосы становятся менее эффективными при понижении температуры.

«При очень низких температурах они не будут работать так эффективно», — сказала Эйлин Высоцки, администратор Holy Cross Energy, сельской электроэнергетической компании в Колорадо. Она сказала, что тепловые насосы, оптимизированные для холодного климата, обычно работают со 100-процентной эффективностью при температуре до 0 градусов по Фаренгейту, или минус 18 по Цельсию, и с 80-процентной эффективностью до минус 13 по Фаренгейту. Обычно они отключаются, когда ртуть опускается до минус 18 по Фаренгейту.

Итак, если вы живете в месте, где часто бывают глубокие заморозки, вы, вероятно, захотите установить традиционную систему отопления рядом с тепловым насосом.

Точная эффективность теплового насоса будет зависеть от множества факторов, таких как изоляция, источник электроэнергии и местные тарифы на электроэнергию. Но, по словам д-ра Моди, доля людей, устанавливающих их, быстро растет.

«Для меня это не проблема, — сказал он.

Сегодня транспорт является крупнейшим источником парниковых газов, вызывающих потепление планеты, в Соединенных Штатах, и большая часть этих выбросов приходится на наши легковые и грузовые автомобили.

На прошлой неделе мы опубликовали подробную карту выбросов, связанных с вождением, на которой показаны невидимые ранее следы углекислого газа вдоль дорог Америки. Проект, основанный на новых данных Бостонского университета, позволяет вам увидеть выбросы углекислого газа от пассажирских и грузовых перевозок по стране и в вашем регионе.

В последние годы в масштабах страны количество выбросов, связанных с вождением, росло, несмотря на усилия федерального правительства и штата по их снижению. Данные Бостонского университета показывают, что большая часть этого роста произошла в городах Америки и вокруг них.

Используя местные оценки университета, мы определили 100 мегаполисов с самыми высокими суммарными выбросами от вождения и обнаружили, что CO₂ увеличивается как в целом, так и на человека почти во всех городских районах. (Даже в более густонаселенных районах с крупными сетями общественного транспорта, такими как Нью-Йорк, в последние годы наблюдается рост автомобильных выбросов на одного жителя.) выбросы в рамках более широких местных усилий по предотвращению наихудших последствий изменения климата.И наш проект был подхвачен местными новостными агентствами по всей стране, в том числе в Далласе, Де-Мойне, Бостоне, Тампе и Сиэтле. Итак, хотя выбросы растут, по крайней мере, мы знаем, что растет и осведомленность.

Здесь вы можете изучить интерактивную функцию.

На прошлой неделе мы получили массу писем в ответ на нашу статью о детях и климатической тревоге. Одно из самых содержательных сообщений было от Нирали Шах из Редмонда, штат Вашингтон. У нее были дополнительные предложения о детях и изменении климата.Вот они, слегка отредактированные и сокращенные для свободного места:

Начинайте с юных — Если говорить об устойчивом образе жизни в раннем возрасте, это становится частью образа жизни детей. Это устраняет необходимость в изменении поведения. С маленькими детьми вам не нужно объяснять, почему важна окружающая среда.

Связь с природой — Помогите своим детям развить эмоциональную связь с природой в раннем возрасте. Поговорим о местных растениях и животных. Мы слышим о важности того, чтобы дети сопереживали другим людям, но распространяем это на природу, заботясь о растениях, обсуждая, как живут животные, и собирая мусор.Если у них есть такая связь, они с большей вероятностью станут завтрашними защитниками окружающей среды.

Говорите о науке — Проявите собственное уважение к науке. Читайте и обсуждайте космос, исследователей, погоду и многое другое. Поощряйте молодых людей задавать вопросы и вместе искать информацию. Поговорите о том, как определить достоверные источники.

Спасибо, Нирали! И удачной вам недели.

Газ абсорбционный тепловой насос для дома

Стремитесь обогреть свой дом с максимальной эффективностью!

Сверхэффективный тепловой насос, который использует воздух, всегда доступный возобновляемый источник энергии, для обогрева вашего дома.

К18 потому что …

• Благодаря экологической энергии расходы на отопление снижаются вдвое
  K18 прост, как бойлер, но это гораздо больше: K18 суперэффективен, потому что он в лучшем случае использует энергию воздуха, всегда доступную , обеспечивая значительную экономию каждый год !

  Потребность в электроэнергии для обогрева помещений (сезонная)
  
  Потребляемая мощность отопления 18 кВт | Период зимнего сезона: 18:00 | Типичные климатические данные района Северной Италии | Средняя температура воздуха зимой: 6,7 ° C (Милан, согласно национальным нормам) | Средняя температура подачи воды 50 ° C | Эффективность электрических сетей по данным Евростата | Стоимость электроэнергии: 0,21 € / кВтч | Стоимость природного газа: 0,70 € / м3



• Легкий выбор для вашего дома
  K18 — это универсальное решение , простое в установке , позволяющее избежать сложностей интеграции в полевых условиях с солнечными тепловыми системами.
  Без дымоходов. Простота обслуживания .
  В нем используется естественный хладагент , на который не распространяются ограничения по фторсодержащим газам.


• Самый тихий тепловой насос на рынке


• Универсальный агрегат
  Подходит как для новых, так и для существующих зданий, а также для систем отопления с высокотемпературными системами распределения (радиаторы). K18 может заменить или интегрировать существующий газовый котел самым простым и быстрым способом.
  Это идеальный выбор для нового дома с низкотемпературными системами распределения (теплый пол или фанкойлы).


• Декларация об экологической и энергоэффективности для каждого клиента

K18 сдерживает обещания

Тепловой насос Robur прошел испытания, он эффективен, надежен и чрезвычайно тихий. Если вам необходимо заменить бойлер, замените его газовым абсорбционным тепловым насосом!

Пол Лемменс | Технический директор DG Research and Innovation

E.ON отвечал за мониторинг производительности K18, установленного в этом немецком доме. Доказательства очевидны: потребление энергии и снижение затрат превышают 38% за счет интеграции возобновляемых источников энергии. Производительность всегда постоянна, что помогает поддерживать высокий уровень комфорта в помещении.

Д-р Матиас Брун и Анджело Мартино | Энергетические сети E.ON Technologies GmbH | К18 установлен в частном доме Ботроп, Германия

Тепловой насос Robur, установленный в моем доме, позволил значительно сэкономить электроэнергию по сравнению с нашим газовым котлом, обеспечить полную надежность и согревал мою жену в течение всего года!

Кевин Лоу | Британский газовый менеджер — партнер проекта Heat4U

GRDF поддерживает разработку k18 с самого начала. В рамках проекта HEAT4U мы провели испытания вместе с crigen на специальном объекте и в доме конечного пользователя.Этот продукт представляет собой существенный шаг вперед для существующих отдельно стоящих и двухквартирных домов. Сочетание природного газа с возобновляемыми источниками энергии — эффективное решение, гарантирующее ожидаемый в Европе энергетический переход.

Ален Милль | Менеджер по исследованиям GrDF

CRIGEN гордится тем, что участвовал и поддерживал техническую разработку и валидацию K18. обращение на рынок отдельно стоящих и двухквартирных домов оказалось сложной задачей; В рамках проекта HEAT4U произошел настоящий технологический скачок.Результаты полевых испытаний показали, что К18 — это эффективный и надежный продукт. Сейчас началась новая эра в технологии тепловых насосов.

Бернар Блез | старший вице-президент CRIGEN R&D Center, ENGIE

Для нашего дома нам нужна была простая в использовании, но эффективная и экологичная система отопления. Наш установщик посоветовал установить K18. Модернизация системы не требовалась, и Robur сдержал свои обещания.

Даниэла Факканони | Фино-дель-Монте (BG) — Италия

Я искал отличное решение для моих клиентов, отвечающее следующим требованиям: комфорт, простота и энергоэффективность.Мы влюбились в тепловой насос K18 с первого взгляда. Я выбрал K18 также для своей системы отопления. Пробовал, рекомендую своим покупателям

[доступны английские субтитры; щелкните значок справа внизу]

Наш K18 идеально подходит для улицы. И здесь так тихо, что мы можем наслаждаться нашим садом, слушая звуки природы. Кроме того, бывшее помещение для растений стало моим хобби. K18 очень рекомендуется … также моим клиентам.

Марчелло Дельсале | установщик

Геотермальные тепловые насосы: стоимость и установка

Перед установкой любой новой системы отопления или охлаждения в доме необходимо провести переоценку и снизить энергетическую нагрузку дома. Более энергоэффективный дом не только снизит стоимость новой системы и счетов за коммунальные услуги, но и значительно повысит комфорт вашего дома. Перед тем, как спроектировать и установить какие-либо системы, мы планируем домашний энергоаудит, в ходе которого энергоаудитор порекомендует улучшения и сделает оценку затрат и экономии энергии за счет этих улучшений.Основные улучшения обычно включают добавление изоляции и мер по герметизации воздуха. Energy Environmental Corporation работает с несколькими квалифицированными домашними аудиторами Energy Star и специалистами по установке и может порекомендовать их. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения ссылок.

Геотермальные тепловые насосы могут быть легко интегрированы с существующими системами, такими как традиционное воздушное или лучистое отопление пола, или могут быть установлены в новом здании. Для систем с принудительной подачей воздуха потребуется тепловой насос «вода-воздух», в то время как для водяных систем лучистого отопления потребуются тепловые насосы «вода-вода».Размер геотермального теплового насоса и размер необходимого контура заземления зависят от требований к отоплению и охлаждению вашего дома и имеют решающее значение для обеспечения эффективности и производительности системы. Емкость геотермальных систем измеряется в тоннах. Как правило, 3-тонная установка должна быть достаточной для среднего дома, но размер дома, потребности в отоплении и охлаждении, местная геология и почва, а также наличие земли — все это факторы, которые будут влиять на правильный размер для вашего конкретного дома. Energy Environmental Corporation имеет опыт установки геотермальных тепловых насосов и может помочь вам правильно определить размер системы.

Закон о восстановлении экономического стимула от 2009 года снял ограничения с бытовых геотермальных тепловых насосных систем. Теперь домовладельцы могут получить федеральную налоговую льготу в размере 30% от стоимости квалифицированной геотермальной системы теплового насоса. См. Наши расценки на систему для получения дополнительной информации.

Проектирование и установка геотермальных систем не являются проектами, выполняемыми своими руками, и поэтому требуют услуг профессионала. Кроме того, интеграция систем геотермального обмена с другими системами в доме требует специальных знаний.Цена геотермальной системы отопления варьируется в зависимости от типа петлевой системы, обычно вертикальной или горизонтальной. В среднем, установка типичного дома площадью 2500 квадратных футов с тепловой нагрузкой 60 000 БТЕ и охлаждающей нагрузкой 60 000 БТЕ будет стоить от 20 000 до 25 000 долларов. Это примерно вдвое больше, чем у обычных систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, но геотермальные системы отопления / охлаждения могут снизить счета за коммунальные услуги на 40–60%.

Срок окупаемости системы может составлять 2-10 лет, а срок службы системы может составлять 18-23 года, что почти вдвое больше, чем у обычной системы.Кроме того, системы возобновляемых источников энергии увеличивают стоимость вашего дома. В США предусмотрены налоговые льготы за повышение энергоэффективности, включая 30% федеральный налоговый кредит, и многие государственные и коммунальные компании предлагают льготы. Посетите базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности по адресу www.dsireusa.org , чтобы найти стимулы в вашем регионе.

Из-за авансовых затрат на установку геотермальных тепловых насосов, финансирование этих систем является обычным делом. Ежемесячные платежи для финансирования геотермальной системы очень разумны и могут фактически сэкономить деньги домовладельца, как только система будет установлена.Ниже приведены два примера финансирования. Для получения дополнительной информации, включая информацию о льготах и ​​стоимости интегрированных систем, посетите нашу веб-страницу о ценах на системы.

Пример 1
Стоимость проекта: $ 25 000
Скидка / авансовый платеж: 5 000 долларов США
Финансируемая сумма: 20 000 долларов США
Процентная ставка: 7,99%
Срок: 240 месяцев
Оплата: $ 166.