熱泵的效率可以超過 100%。是的,真的——方法如下
當您試圖降低水電費時,您可能會想要使用恆溫器。
這是一種良好的本能。 有策略地設置你的恆溫器 它可以幫助您降低供暖或製冷成本,但這並不是減少能源支出的唯一方法。暖通空調系統本身內置了一個很大的變量:能源效率。
“高效的解決方案可以讓您以更少的投入獲得相同的結果,”他解釋道 克里斯蒂·佩多托特靈和美國標準家用設備產品線的投資組合經理。
目前市場上最有效的加熱和冷卻解決方案之一是熱泵。在某些條件下,這些裝置實際上可以達到 100% 以上的效率 – 通常在 200% 到 400% 的範圍內 – 讓您獲得比開始時投入的更多的能量。
了解其工作原理以及為什麼熱泵是為您的房屋供暖和製冷的有效方式。
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什麼是能源效率?
能源效率是一種衡量輸入系統的能量與從系統中獲取的能量之間關係的方法。
假設您支付一定量的天然氣來為家裡的爐子供電。當系統通過燃燒將這種氣體轉化為家庭所需的熱量,然後通過管道或散熱器傳遞熱量時,其中一些熱量會在途中損失,基本上被浪費了。因此,從燃氣裝置獲得的熱量越多而不損失熱量,爐子的效率等級就越高。
佩多託說:“簡單地說,我們使用能源的效率越高,為同一棟房子供暖所需的能源就越少。”
化石燃料供暖系統的典型能源效率是多少?
傳統的化石燃料供暖系統可以有一系列的效率等級,具體取決於設備的使用年限和您家中的安裝情況。
如果您在熱泵和火爐等化石燃料發電機之間做出選擇,則需要考慮以下幾點。
例如,典型的燃氣烤箱通常是 效率在80%到98%之間。。 Pedotto 表示 80% 是目前在美國銷售的烤箱所需的最低效率等級——一個門檻 將躍升至 95% 2028年。
但這個評級可以通過多種方式降低。
例如,如果來自爐子的熱量隨後被推過通風口,則空氣在通過加熱通風口時可能會失去熱量。這是根據 格溫多林·范德林登舊金山熱泵初創公司首席算法工程師 被子。佩多託說,用於為風扇或鼓風機提供動力的電力不包括在煤氣爐的標準效率計算中。
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特徵 |
化石燃料加熱系統(燃氣爐) |
電熱泵 |
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衡量有效性 |
年燃料利用效率(AFUE) |
性能係數 (COP) |
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典型性能範圍 |
80% 至 98% (AFUE) |
100% 至 400%(COP 從 2 至 4) |
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機制 |
它通過燃燒氣體產生熱量 |
它將熱量從一個地方轉移到另一個地方(從外部空氣中吸收熱量)。 |
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為什麼可以超過100% |
它不能超過 100% 效率,因為它會產生熱量 |
它移動能量而不是產生能量,需要的電能少於傳遞的熱能。 |
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最低收益率(美國) |
80%(新爐的最低要求,預計到 2028 年將增加到 95%) |
較舊的型號可以提供 COP 2(200% 效率)。 能源部 指出較新型號的最小值為 3.1 COP |
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功效警告 |
由於管道中的熱損失或風扇/風扇所用的電力,效率等級可能會較低 |
在極低的溫度下效率可能會下降(COP 可能會降至效率的 1/100% 以下)。較新的型號可以更好地保持性能 |
電動熱泵的典型效率是多少?
在討論電熱泵的效率時,我們可以使用稱為“性能係數,”或 COP。它衡量的是運行系統所需的電量與輸送到您家的能源(熱量或製冷)量相比。
即使是較舊的熱泵,其 COP 也可以達到 2,這意味著它為您的房屋提供的能量是其運行所需能量的兩倍。 “它的功能非常了不起,”佩多託說。
但范德林登表示,較新的熱泵系統可以達到更高的水平。她的公司模式 平均 COP 為 4基本上是400%的回報。
然而,在某些極端低溫下,熱泵的 COP 實際上可能會低於一這意味著它的效率低於 100%,並且運行時使用的能源比最終輸送到您家中的能源還要多。新型熱泵可以在較低溫度下保持性能。以 Quilt 模型為例, 締約方會議第二屆會議 5 華氏度。
效率怎麼可能超過100%?
購買熱泵可以幫助您節省電費,但如果您需要新的面板或更好的電力服務,它也可能會給您帶來電工的大筆賬單。
答案在於熱泵的根本性創新。它們不像燃氣爐那樣產生熱量。相反,熱泵只是 移動 熱量從一個地方傳到另一個地方。
在冬天,熱泵從外部空氣中提取熱量(是的,它存在 一些 即使在冬天,外面也會很熱),並使用製冷劑提取能量並將其作為暖空氣輸送到您的家中。正如佩多托解釋的那樣,“你不會產生熱量,而是從外部獲取熱量並將其帶入。”
這使得熱泵具有更高的效率等級:傳遞熱量通常比產生熱量需要更少的能量。
然而,熱泵的效率根據外部溫度而變化。如果所需的室內溫度與當前室外溫度之間存在較大差異(例如,寒冷的冬日),熱泵必須更加努力地從室外空氣中提取熱量,其性能將下降到較低水平。
但反之亦然。如果是一個溫和的冬日,外面會有更多的熱能漂浮,這意味著熱泵不會那麼努力地提取它。
為什麼能源效率對您很重要
大多數消費者關心效率的原因很簡單:它可以降低他們的水電費。您的 HVAC 系統效率越高,您為保持家中舒適溫度所需(支付)的能源就越少。
然而,從燃氣系統切換到電動熱泵系統(即使其效率極高)不會 總是 省錢。如果您居住的州天然氣價格比電價更優惠,或者冬天很冷,那麼運行煤氣爐可能會更便宜。
當然,價格並不是轉換的唯一原因。減少燃燒化石燃料對環境有好處,並有助於減少溫室氣體排放,即使它不會立即幫助您節省開支。