Тепло від холодного повітря: Подібно до більш відомих систем «повітря-повітря», теплові насоси «повітря-вода» використовують зовнішнє повітря для обігріву. Але замість розподілу тепла через повітря, вони циркулюють нагріту воду до гідравлічних випромінювачів, таких як радіатори, ефективно замінюючи котел.
Теплові насоси «повітря-вода»: новий підхід до опалення
Ця стаття розглядає теплові насоси «повітря-вода» (A2W) — нову технологію опалення, вентиляції та кондиціонування (ОВК), яка поєднує ефективність теплових насосів із комфортом та гнучкістю гідравлічного опалення. На відміну від більш поширених систем «повітря-повітря», теплові насоси A2W використовують зовнішнє повітря для нагрівання води, яка потім циркулює через радіатори, системи теплої підлоги або інші гідравлічні випромінювачі, пропонуючи повністю електричну альтернативу котлам, що працюють на викопному паливі.
Консультант з ОВК Джон Харрод пояснює, як працюють ці системи, де вони показують найкращі результати та чому низька температура води є ключовою для максимальної ефективності. Хоча системи A2W мають такі переваги, як тиха робота та гнучкість зонування, стаття також розглядає їхню вищу початкову вартість, складність проєктування та проблеми при модернізації старих будинків.
Інший тип теплового насоса
«Я працюю інсталятором і менеджером проєктів у сфері ОВК протягом останніх 10 років. Більшість теплових насосів, які я бачив за цей час, були системами «повітря-повітря». Це найпоширеніший тип, і я писав про них для Green Building Advisor та Fine Homebuilding. Я також працював з кількома ґрунтовими тепловими насосами, які обмінюються теплом із землею, а не з повітрям, використовуючи закопані труби. Але існує третя категорія, яка відкриває двері до гідравлічного опалення без витрат і вимог, пов’язаних із ґрунтовими тепловими насосами: теплові насоси «повітря-вода» (A2W).
Теплові насоси A2W обмінюються теплом із зовнішнім повітрям, як і теплові насоси «повітря-повітря». Але всередині будинку вони циркулюють воду до гідравлічних випромінювачів, подібних до тих, що використовуються з котлами та деякими типами ґрунтових систем. Я писав про водогрійні теплові насоси — які витягують тепло з повітря приміщення і зберігають його в баку з гарячою водою („FAQ про HPWH“, FHB #330) — але теплові насоси A2W відрізняються.
Водогрійні теплові насоси, хоч і переносять тепло з повітря у воду, є приладами для приготування гарячої води, що зберігається в баку, а не системами для обігріву будинку. Теплові насоси A2W працюють як центральна механічна система, що замінює котел, забезпечуючи опалення всього будинку, а також гарячу воду при підключенні до бака для води.
Поширені в Європі та частинах Азії, теплові насоси A2W починають проникати на північноамериканський ринок. Вони пропонують ефективний, вільний від викопного палива варіант для гідравлічного опалення за нижчою ціною, ніж ґрунтова система. І оскільки вони не вимагають петльового поля, їх можна встановлювати на невеликих ділянках і територіях з ландшафтним дизайном.
Сім-вісім років тому, коли я вперше почав вивчати теплові насоси «повітря-вода», у мене склалося враження, що ця технологія, хоч і перспективна, ще не готова до широкого впровадження. З того часу системи пройшли довгий шлях, з’явилася більша промислова база, покращилася робота в холодних умовах і виникла невелика, але зростаюча база підрядників, знайомих з цією технологією. Нарешті стало практично говорити про системи A2W для житлових будинків.
Як працюють системи A2W
Всі теплові насоси використовують цикл стиснення пари для переміщення енергії. Холодоагент циркулює по замкнутому контуру, розділеному на сторони високого і низького тиску компресором і дозуючим пристроєм. Цикл починається з компресора, який втягує пару холодоагенту низького тиску і стискає її, підвищуючи як тиск, так і температуру.
Цей гарячий холодоагент надходить до конденсатора, де виділяє свою енергію. Звідти він проходить через дозуючий пристрій, який знижує його тиск і температуру. Холодний холодоагент надходить до випарника, де поглинає енергію, перш ніж повернутися до компресора для повторення циклу.
На відміну від теплових насосів «повітря-повітря», які безпосередньо передають тепло з холодоагенту на повітря приміщення, системи A2W передають тепло з холодоагенту на воду, яка потім циркулює по будинку. Якщо вас цікавить наука, теплообмінники з боку води — це коаксіальні змійовики з водяною трубкою, вкладеною всередину зовнішньої трубки, що несе холодоагент.
Внутрішня трубка має спіральні канавки, які збільшують площу поверхні для теплопередачі. Ця трубка в трубці сама намотується у спіраль для економії місця. Насос проштовхує воду через теплообмінник з боку води. Додаткові насоси циркулюють воду до теплових випромінювачів.
Хоча це менш поширено, деякі теплові насоси A2W є «спліт»-системами. У них теплообмінник з боку повітря та компресор розташовані у зовнішньому блоці. Теплообмінник з боку води, який взаємодіє з гідравлічною системою розподілу, знаходиться всередині та з’єднаний із зовнішнім блоком через труби холодоагенту. Спліт-системи «повітря-вода» не потребують захисту від замерзання; усі водопровідні труби знаходяться всередині будинку, що робить їх придатними для холодних кліматів, де зовнішні труби схильні до замерзання.
Однак є й недоліки: використання холодоагенту, що встановлюється на місці, означає, що труби повинні бути підключені, протестовані на тиск і вакуумовані кваліфікованим техніком, якому, можливо, також доведеться скоригувати кількість холодоагенту. Спліт-системи, як правило, потребують більше холодоагенту і більш схильні до витоків, ніж заводські герметичні системи. Більшість теплових насосів «повітря-вода» в США сьогодні використовують R-32, холодоагент з нижчим потенціалом глобального потепління, ніж попередні варіанти, але це все ще потужний парниковий газ. Крім того, R-32 є помірно горючим і вимагає додаткових заходів безпеки.
У моноблочних теплових насосах A2W весь контур холодоагенту — компресор, обидва теплообмінники та дозуючий пристрій — знаходиться у зовнішньому блоці. Моноблочна конструкція має кілька переваг. Усі з’єднання холодоагенту виконуються в контрольованих умовах на заводі. Це усуває необхідність у техніку з холодоагенту. Це також зменшує ймовірність витоків та загальну кількість необхідного холодоагенту.
І оскільки весь холодоагент знаходиться назовні, витоки холодоагенту можуть швидко розсіюватися, а не накопичуватися у внутрішньому просторі. Ця особливість забезпечує додатковий рівень безпеки для систем, що використовують помірно горючі холодоагенти. Збереження горючих холодоагентів повністю поза будівлею також відкриває шлях до майбутнього переходу на високо горючі холодоагенти з дуже низьким потенціалом глобального потепління, такі як пропан (R-290).
Недоліком моноблочних теплових насосів є перевага спліт-систем: у моноблочній системі труби, що проходять всередину та назовні будинку, несуть воду, а не холодоагент. Якщо тепловий насос припиняє роботу (через несправність обладнання або тривалу перерву в подачі електроенергії), ці труби можуть замерзнути. З цієї причини більшість виробників рекомендують використовувати розчин води та антифризу замість чистої води.
Незалежно від того, чи є система моноблочною, чи спліт, наступний крок залишається тим самим: передача тепла з води в житловий простір. Гідравлічні теплові випромінювачі бувають кількох типів. Якщо ви жили з котлом, ця частина буде знайомою; це ті самі гідравлічні теплові випромінювачі, що використовуються в традиційних системах на викопному паливі. Одним із найпоширеніших є плінтус із ребристими трубами. Інший тип — радіатори, до яких належать чавунні радіатори; елегантні сучасні панельні радіатори; і теплі підлоги.
Гідравлічні повітряні обробники — це третя категорія гідравлічних випромінювачів. Гідравлічні повітряні обробники менш поширені з традиційними котлами, ніж плінтуси або радіатори, але вони аж ніяк не рідкісні — особливо в будинках, де вже є повітроводи. Вони також є єдиними поширеними гідравлічними випромінювачами, які можуть забезпечувати охолодження всього будинку (див. «Вони також можуть охолоджувати»).
Повітроводи з гідравлічними повітряними обробниками розподіляють нагріте повітря через повітроводи, подібно до теплового насоса «повітря-повітря» або печі на викопному паливі. Повітроводи гідравлічних вентиляторних котушок за формою та функцією нагадують безканальні головки теплових насосів «повітря-повітря», розподіляючи нагріте повітря безпосередньо в житловий простір.
Гідравлічні теплові насосиЦя схема ілюструє, як система теплового насоса «повітря-вода» забезпечує опалення (і охолодження) будинку. Зовні тепловий насос витягує тепло з повітря і циркулює його по системі. Вода або проходить через буферний бак, або надходить безпосередньо до гідравлічних випромінювачів будинку. Ці випромінювачі можуть включати вбудовані труби теплої підлоги, плінтуси з ребристими трубами та панельні або плінтусні радіатори; вони також можуть включати безканальні вентиляторні котушки та/або гідравлічні повітряні обробники, обидва з яких можуть забезпечувати опалення та охолодження. Модернізація, що включає наявні випромінювачі, такі як плінтуси з ребристими трубами, є складною; наявні плінтусні обігрівачі часто не справляються з нижчими температурами води, що виробляються тепловим насосом «повітря-вода», і можуть потребувати доповнення або заміни. До системи також може бути підключений бак для гарячої води, що забезпечує гарячу воду для раковин та душів. На схемі показано моноблочну систему «повітря-вода». Спліт-система працює аналогічно, але також обмінюється холодоагентом із внутрішнім блоком, розташованим біля буферного бака.
Схема Крістофера Міллса |
Вони також можуть охолоджувати
Значна частина роботи теплового насоса «повітря-вода» спрямована на обігрів приміщень та води. Але з правильною системою можна охолоджувати будинок за допомогою теплового насоса «повітря-вода». Проблема полягає в тому, що кондиціонування повітря не тільки охолоджує повітря, але й видаляє водяну пару. За більшості умов, пропускання охолодженої води через панельний радіатор або теплу підлогу призвело б до конденсації та мокрої, слизької поверхні.
Радіаційне охолодження можливе в дуже сухих кліматах, коли температура системи ретельно контролюється, щоб поверхні, що охолоджуються, залишалися вище точки роси. Більш поширеним способом забезпечення охолодження за допомогою теплових насосів «повітря-вода» є використання повітроводів з гідравлічними повітряними обробниками або безканальних вентиляторних котушок. Ці пристрої мають піддони для конденсату, які збирають рідку воду, що стікає з холодних теплообмінників, і відводять її у відповідне місце.
Фактор, що впливає на продуктивність
Температура зовнішнього повітря та температура води впливають на ефективність роботи теплового насоса. Зі зниженням зовнішньої температури системі стає складніше витягувати тепло з повітря, що знижує як потужність, так і ефективність — навіть із сучасними функціями, такими як компресори зі змінною швидкістю та вприскуванням пари, які зробили теплові насоси більш ефективними при нижчих температурах.
Хоча зниження температури циркулюючої води підвищує ефективність захоплення тепла тепловим насосом, воно ускладнює передачу цього тепла в будинок. Якщо випромінювачі не можуть задовольнити потреби будинку в опаленні при нижчій температурі води, температуру води доведеться підняти, і продуктивність знизиться.
Чому це важливо? Деякі гідравлічні випромінювачі можуть забезпечувати вищу тепловіддачу при нижчих температурах води. Теплі підлоги з бетону є одним із прикладів. Вища теплопровідність бетону та велика площа теплопередачі (вся підлога) дозволяють цим системам добре працювати при температурах води нижче 120°F (49°C). Хоча системи теплої підлоги типу «staple-up» часто вимагають вищих температур води, системи теплої підлоги, такі як Warmboard, та системи над підлогою, такі як Viega Climate Panel, також можуть досягти хорошої теплопередачі при температурах нижче 120°F.
Панельні радіатори, такі як вироблені Buderus та Runtal, використовуються з різними температурами води. Хоча їхня тепловіддача знижується при нижчих температурах води, їхня тепловіддача на погонний метр може зробити їх хорошим рішенням у місцях з обмеженим простором на стінах. Наприклад, панельний радіатор глибиною 4 дюйми (10 см) і висотою 24 дюйми (60 см) може віддавати від 500 до 700 БТЕ/год на погонний фут (150-210 Вт/м) з водою температурою 120°F (49°C), що більш ніж удвічі перевищує показники плінтусного конвектора при тій самій температурі.
Повітряні обробники також можуть працювати з різними температурами води. Для будь-яких випромінювачів, що використовуються з тепловими насосами «повітря-вода», важливо перевіряти діаграми виробника, щоб переконатися, що пристрої забезпечують бажану тепловіддачу при нижчих температурах води.
Для максимізації ефективності системи «повітря-вода» найкраще вибирати та підбирати випромінювачі, які можуть забезпечити необхідну тепловіддачу при низьких температурах води. Джон Зігенталер, інженер-механік з понад 36-річним досвідом проєктування сучасних гідравлічних систем опалення, рекомендує підбирати теплові випромінювачі таким чином, щоб вони могли забезпечувати достатню тепловіддачу при температурах води 120°F (49°C) або нижче. Зігенталер пише, що керування зовнішнім скиданням температури може забезпечити додаткову ефективність, ще більше знижуючи температуру води в м’яку погоду, коли потрібна менша тепловіддача.
Суть: Знання температури циркулюючої води має вирішальне значення для вибору та отримання максимальної ефективності від вашого обладнання. Чим нижча температура води, необхідна вашому випромінювачу, тим краще працюватиме ваш тепловий насос A2W.
Варіанти A2WБільше дюжини виробників зараз пропонують теплові насоси «повітря-вода» для північноамериканського ринку. Список включає відомих виробників ОВК, таких як LG та SpacePak, а також спеціалістів з «повітря-води», таких як Chiltrix та Arctic. Хоча холодоагент R-410A історично використовувався в звичайному обладнанні ОВК, теплові насоси «повітря-вода» переходять на холодоагенти з нижчим потенціалом глобального потепління, як-от R-32, і всі ці приклади продукції використовують R-32 у своїх поточних конфігураціях. Кілька компаній переходять на R-290 (пропан), який ще не схвалений для використання в Сполучених Штатах. (Наприклад, Steibel-Eltron, яка спочатку мала тепловий насос «повітря-вода», вилучила свій продукт з північноамериканського ринку, переходячи на R-290.) Система «повітря-вода» повинна включати тепловий насос, сумісну водяну петлю та будь-які необхідні елементи керування або буферні баки для безпечної та ефективної роботи. Чотири представлені тут агрегати доступні в додаткових розмірах для будинків з різними навантаженнями. Їхня фактична тепловіддача залежить від температури зовнішнього повітря та води; ми вказали теплову потужність при температурі зовнішнього повітря 5°F (-15°C) та температурі води, що виходить, 110°F (43°C) (записано як „A5W110“). Ціни на обладнання були зібрані з інтернет-магазинів, але будь-які міркування щодо вартості повинні враховувати змінну ціну встановлення.
|
Переваги та деякі недоліки
Чому домовласник може вибрати тепловий насос «повітря-вода»? Перший набір аргументів стосується всіх гідравлічних систем, включаючи як теплові насоси, так і котли на викопному паливі, і пояснює, чому багато домовласників віддають перевагу гарячій воді перед примусовим повітрям. Багато користувачів вважають, що гідравлічні системи забезпечують кращий загальний досвід: повільне, стабільне тепло без шуму чи відчутного руху повітря. (Слід визнати, що ці проблеми з системами примусового повітря можна зменшити за допомогою хорошого проєктування).
Системи на водній основі також більш ефективні з точки зору простору: опалення подається через ¾-дюймові труби, а не через повітроводи розміром 6 дюймів і більше. На відміну від повітроводів, які можуть потребувати коробів, гідравлічні труби можна прокладати через отвори в балках. Менші труби легше ізолювати та мають меншу площу поверхні для втрат тепла, і загалом електрична потужність, необхідна для переміщення тепла шляхом перекачування води, менша, ніж потужність, необхідна для переміщення тепла вентилятором. Ще одна перевага, що стосується радіаційних випромінювачів, — це комфорт; тепло, яке вони випромінюють, безпосередньо зігріває наші тіла, дозволяючи нам почуватися комфортно при нижчих температурах повітря.
Гідравлічне опалення пропонує інші переваги. Зонування — включаючи мікрозонування, де кожна кімната має власне незалежне керування — простіше і дешевше. Якщо ви виберете інтегровану систему, той самий тепловий насос або котел, що забезпечує опалення приміщень, може також нагрівати бак для гарячої води, забезпечуючи не тільки опалення, але й потенційно охолодження, а також гарячу воду для всього будинку.
Ще одна цікава особливість гідравлічних систем полягає в тому, що вони можуть включати деяке накопичення тепла. У системах примусового повітря пальник або компресор працюють щоразу, коли надходить запит на опалення чи охолодження. У гідравлічних системах обладнання може нагрівати (або охолоджувати) воду в буферному баку. Накопичена вода циркулюється до окремих зон лише тоді, коли термостат подає запит.
Ця конфігурація пропонує деякі важливі переваги для теплових насосів. Додаткова маса води в буферному баку призводить до довших циклів роботи та меншого короткочасного циклу. У регіонах з тарифними планами на електроенергію за часом використання тепловий насос може бути запрограмований на нагрівання або охолодження буферного бака, коли тарифи на електроенергію низькі, мінімізуючи роботу в дорогі пікові періоди.
Ключова перевага теплових насосів A2W проста: якщо ви хочете практичну, ефективну, повністю електричну гідравлічну систему, це економічно вигідний вибір. Вони також краще служать протягом тривалого часу. У системах «повітря-повітря» лінії холодоагенту прив’язані до конкретного агрегату і часто потребують заміни, коли система зношується.
У гідравлічних системах труби та теплові випромінювачі можуть залишатися на місці. Якщо вони розроблені для низьких температур води, вони, ймовірно, працюватимуть і з майбутніми тепловими насосами, тому ви не починаєте з нуля кожні 15-20 років. Подовження терміну служби цих компонентів також дозволяє уникнути впливу на довкілля від виробництва матеріалів для заміни.
Системи «повітря-вода» мають деякі суттєві недоліки. Один з них — це вартість. Стосовно обладнання, тепловий насос A2W часто в два-три рази дорожчий за котел на викопному паливі. Нижчі температури води означають, що також можуть знадобитися більші радіатори або конвектори.
Існують також усі додаткові компоненти, що входять до складу будь-якої гідравлічної системи: насоси, труби, розширювальні баки, елементи керування тощо. Якщо система забезпечує кондиціонування повітря (а також фільтрацію та розподіл вентиляційного повітря), знадобиться один або кілька повітряних обробників. Витрати на робочу силу для повної системи, як правило, вищі, ніж для гідравлічної системи на викопному паливі або для повітряного теплового насоса «повітря-повітря» (дуктного чи безканального). Загальні витрати, як правило, знаходяться десь між системою «повітря-повітря» та ґрунтовим тепловим насосом.
Теплові насоси A2W також складні і в багатьох районах ще рідкісні; може бути важко знайти підрядників з ОВК, які мають знання для проєктування та встановлення цих систем. Однак я очікую, що з постійним інтересом до електрифікації та виходом великих виробників обладнання на північноамериканський ринок теплових насосів «повітря-вода», доступність обладнання та можливості навчання зростатимуть.
Відстеження типів теплових насосівСеред такої кількості варіантів теплових насосів легко загубитися. Ось короткий огляд того, як системи «повітря-повітря», ґрунтові та «повітря-вода» забезпечують опалення та охолодження, разом з їхніми перевагами та недоліками. Повітря-повітряБільшість теплових насосів, що встановлюються в Північній Америці, є тепловими насосами з повітряним джерелом, також відомими як теплові насоси «повітря-повітря». Вони поглинають тепло з зовнішнього повітря та виділяють його в нього, забезпечуючи опалення або охолодження через системи примусового повітря — або безканальні блоки, або повітроводи з повітряними обробниками. Теплові насоси «повітря-повітря» з повітроводами можуть, з незначними модифікаціями повітроводів, служити прямою заміною печей на викопному паливі, забезпечуючи відносно простий спосіб електрифікації будинків з наявними повітроводами.
Земляні роботи: Ґрунтові теплові насоси обмінюються теплом із землею через закопані петлі труб — надзвичайно ефективний підхід, але він часто вимагає значних земляних робіт і ділянки, яка може його вмістити.Ґрунто⳥рунтові теплові насоси обмінюються теплом із землею, а не з повітрям, зазвичай циркулюючи розчин води та антифризу через закопані петлі поліетиленових труб. Ґрунтові системи бувають двох основних типів: ґрунтові теплові насоси «вода-повітря» нагрівають та охолоджують через системи примусового повітря. Ґрунтові теплові насоси «вода-вода» використовують гідравлічні (водні) теплові випромінювачі, такі як радіатори, теплі підлоги та гідравлічні повітряні обробники. Ґрунтові теплові насоси також можуть нагрівати воду для побутових потреб, таких як душі та раковини, при підключенні до побутового водонагрівача.
Повітря-водаТеплові насоси A2W обмінюються теплом із зовнішнім повітрям, як і теплові насоси «повітря-повітря». Але всередині будинку вони циркулюють воду до гідравлічних випромінювачів, подібно до деяких типів ґрунтових систем. Теплові насоси A2W працюють як центральна механічна система, що замінює котел, забезпечуючи опалення всього будинку, а також гарячу воду при підключенні до бака для води. Існують два типи теплових насосів «повітря-вода» — моноблочні та спліт — а більш поширені моноблочні системи тримають весь холодоагент назовні, що є безпечнішою та більш контрольованою конфігурацією. Як і деякі типи ґрунтових теплових насосів, теплові насоси A2W можуть нагрівати воду для побутового використання при підключенні до побутового водонагрівача будинку.
|
Нова система для існуючих будинків
Принаймні 5 мільйонів будинків у США мають гідравлічне опалення; переважна більшість використовує котли на викопному паливі. Чи є теплові насоси A2W життєздатним шляхом до електрифікації цих будинків? Обмеження систем «повітря-вода» створюють певні специфічні виклики для модернізації. Старі будинки, як правило, мають неефективні оболонки.
Порівняно з будинками, побудованими за сучасними стандартами, вони мають менше ізоляції, вікна та двері з нижчими експлуатаційними характеристиками та вищі показники витоку повітря. Ці фактори означають, що їхні потреби в опаленні можуть бути значно вищими, ніж у новіших будинків того ж розміру. Крім того, системи розподілу в цих будинках зазвичай проєктувалися для вищих температур води. Наприклад, більшість плінтусних конвекторів розраховані на циркуляцію води з температурою від 160°F до 180°F (71°C до 82°C).
Модернізація цих будинків тепловими насосами «повітря-вода» часто вимагає комплексного обсягу робіт і не є такою простою, як просто заміна котла. Найкраще почати з покращення оболонки. Цілеспрямована ізоляція, герметизація від протягів та оновлення вікон можуть значно зменшити необхідну кількість тепла.
Наступним кроком є ретельна оцінка наявних випромінювачів та порівняння їхньої тепловіддачі (при низьких, сприятливих для теплових насосів температурах води) з потребами в опаленні кожної кімнати. Тепер, коли роботи з оболонки зменшили теплові навантаження, чи забезпечать наявні випромінювачі достатньо тепла, щоб зберегти ці кімнати теплими?
Якщо відповідь негативна, є кілька варіантів. Один із них — збільшити потужність випромінювачів. Ви можете замінити стандартні житлові плінтуси на комерційні конвектори високої потужності або панельні радіатори. Ви також можете встановити труби теплої підлоги типу «staple-up» для доповнення наявних плінтусних систем.
Додавання безканальних гідравлічних вентиляторних котушок також може збільшити тепловіддачу, одночасно додаючи можливості охолодження. Багато будинків у південному Новому Англії та Середньоатлантичному регіоні мають плінтусне гідравлічне опалення та окрему систему повітроводів для кондиціонування повітря. У деяких випадках кондиціонер можна замінити гідравлічним повітряним обробником для забезпечення охолодження та додаткової тепловіддачі.
Іншим рішенням, яке пропагує експерт з гідравліки Зігенталер, є додавання теплового насоса «повітря-вода» із збереженням наявного котла на викопному паливі, який, можливо, ще має кілька років корисного терміну служби. Під час м’яких умов, які складають більшу частину опалювального сезону, тепловий насос може підтримувати будинок теплим водою температурою близько 120°F (49°C). Під час надзвичайно холодної погоди котел бере на себе роботу, генеруючи гарячішу воду, необхідну будинку.
Цей двопаливний підхід пропонує кілька переваг. Він дозволяє позбутися більшої частини місцевого використання викопного палива за допомогою меншого, дешевшого теплового насоса та менш масштабних оновлень розподілу. Він забезпечує резервування, забезпечуючи резервне тепло, якщо тепловий насос вийде з ладу. Котел на викопному паливі все ще потребуватиме електроенергії для живлення пальника, елементів керування та насосів, але значно менше, ніж тепловий насос.
Це полегшує живлення системи опалення від резервного генератора або акумуляторної батареї під час перебоїв у подачі електроенергії. Можливість автоматичного переходу на викопне паливо під час пікового навантаження мережі також може допомогти домовласникам зменшити споживання під час дорогих пікових тарифів. Крім того, вища потужність і робоча температура котла можуть покращити швидкість відновлення гарячої води під час пікового використання.
Будь-який успішний проєкт теплового насоса A2W вимагає проєктувальника та підрядника, обізнаних як у загальній гідравліці, так і в тонкощах систем «повітря-вода». Це особливо стосується модернізації.
Де системи «повітря-вода» показують себе найкраще
Найбільших проблем під час модернізації теплових насосів A2W можна уникнути при новому будівництві. Ми можемо побудувати щільну, добре ізольовану оболонку, щоб зменшити потреби в опаленні та охолодженні. І ми можемо спроєктувати систему розподілу для низькотемпературної води. Нові будинки також є хорошими кандидатами для систем «повітря-повітря», які дешевші, і ґрунтових систем, які ефективніші та довговічніші.
Отже, в яких ситуаціях системи «повітря-вода» мають сенс? Щодо теплових насосів загалом, я б почав з будинків та клієнтів, які хочуть повністю електричне опалення, або з екологічних міркувань, або тому, що експлуатаційні витрати теплового насоса будуть нижчими, ніж у таких варіантів, як мазут або пропан.
При розгляді теплового насоса «повітря-вода» вони також повинні висловлювати перевагу щодо досвіду та естетики гідравлічного опалення — і мати бюджет для цього. Вони повинні бути готові до технології, яка, хоч і перевірена, все ще є незвичною в багатьох регіонах. І вони також повинні виключити ґрунтові теплові насоси на основі вартості або умов ділянки. Якщо ці критерії дотримані, будинок та клієнти можуть бути хорошими кандидатами на систему A2W.
Збільшення вибору обладнання та покращення продуктивності в холодних умовах, разом із прагненням до електрифікації та підвищенням обізнаності про вплив холодоагентів, повинні стимулювати зростання теплових насосів A2W. Хоча я підозрюю, що технологія «повітря-повітря» продовжуватиме домінувати на північноамериканському ринку протягом кількох десятиліть, теплові насоси A2W можуть стати все більш практичним вибором.
— Джон Харрод — письменник, менеджер проєктів ОВК та консультант з будівельної науки, що проживає в Ітака, Нью-Йорк. Фотографії надані виробниками.
З Fine Homebuilding #340