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미국 전역에 겨울 날씨가 본격화되면서 우리 중 많은 사람들은 화석 연료를 태우지 않고도 추운 날씨에 실제로 집을 난방할 수 있는지 궁금해하고 있습니다. 2021년 가을에도 우리는 같은 질문을 받았습니다. 오하이오 주 클리블랜드에 있는 우리 가족의 듀플렉스에 있는 35년 된 가스 난로가 문제였습니다. 우리는 화석 연료 제거를 강력히 옹호하고 있지만 용광로를 제거하고 열 펌프로만 난방을 하는 것에 대해 긴장한 것은 사실입니다. 물론이죠. 우리는 이 작업을 우리 회사에서 합니다. 자기 집 하지만 클리블랜드의 겨울 기온은 포틀랜드보다 평균 화씨 15도 더 낮고 눈도 거의 50인치 더 많습니다. 이 집이 화석 연료를 태우지 않고도 추운 중서부 겨울 동안 에어비앤비 손님들을 따뜻하게 해줄 수 있을까요? 그리고 열 펌프는 우리의 에너지 비용에 어떤 영향을 미칠까요?

그 당시 우리는 수십 년 동안 세계에서 가장 추운 지역의 집을 따뜻하게 유지해 온 한랭 기후 열 펌프에 대해 몰랐습니다. 노르웨이, 스웨덴, 핀란드는 세계에서 난방 수요가 가장 높은 국가 중 하나입니다. 리드 지난 20년 동안 스칸디나비아 지역에서 기하급수적으로 증가한 히트펌프 설치 사례입니다. 거의 절반 모든 북유럽 주택 중 열 펌프가 있는 반면, 13% 의 미국 가정이 그렇습니다. 히트펌프의 발상지 일본에서는 주택의 90 % 매년 수백 인치의 눈이 내리는 사포로(Saporo)와 같은 추운 도시를 포함하여 이를 사용하십시오.

미국에서는 히트펌프 판매량이 가스난로를 앞지르는 가운데 2022년 처음으로, 대부분의 히트펌프 침투는 남동부 지역 겨울이 온화한 나라. 하지만 네 번째로 추운 주인 메인 주는 300의 % 증가 2018년부터 2022년까지 히트펌프 판매량(연간 9,000~28,000대)이며 현재 100,000개 이상의 히트펌프 600,000만 가구에 설치되었습니다.

귀하의 기후에 적합한 열 펌프 모델 선택

겨울이 다가옴에 따라 우리는 4개 회사의 입찰을 통해 히트펌프와 교체용 가스로(비교를 위해)를 모두 탐색했습니다. 우리는 클리블랜드에 거주하지 않기 때문에 기존 계약자 네트워크가 없었습니다. 평판이 좋은 히트펌프 설치업체를 찾기 위해 당사는 해당 지역의 인증된 계약업체를 검색할 수 있는 제조업체 웹사이트를 이용했습니다. (이 작업은 다음에서 수행할 수 있습니다. 미쓰비시, 레녹스및 다이 킨 예를 들어 사이트).

우리는 또한 추운 기후 열 펌프가 어떻게 마법을 발휘하는지 연구했습니다. 모든 추운 기후 열 펌프에는 가변 속도 압축기가 있습니다(당사 참조). 열 펌프 포스트 설명을 위해) 이는 온도 변화에 따라 증가하거나 감소할 수 있기 때문에 더 효율적입니다. 추운 기후 열 펌프에는 다음과 같은 여러 가지 다른 기능이 있습니다. 1) 냉매 압력을 더 빠르게 변화시키는 전자 팽창 밸브; 2) 실외 코일에 쌓인 성에를 녹이는 지능형 제상 사이클; 3) 응축수가 얼지 않도록 배수 팬 제빙; 4) 추운 기후 운영에 고유한 컴퓨터 및 알고리즘.

우리는 의사 결정 과정에 도움이 되는 몇 가지 훌륭한 리소스를 찾았습니다.

1) 탄소 스위치 추운 기후 열 펌프 검토 추운 기후에서 얼마나 많은 열이 발생하는지 기록했습니다. (미쓰비시가 1위를 차지하고 있습니다.)

2) ENERGY STAR의 한랭지 히트펌프 분류는 어떤 히트펌프가 추운 곳에서 인증을 받았는지 설명합니다. 웹사이트의 두 항목 모두에서 덕트리스 or 덕트 옵션이 있는 경우 "추운 기후" 상자(아래 파란색 상자)를 선택하여 해당 등급의 열 펌프를 필터링할 수 있습니다.

ENERGY STAR의 웹사이트에는 다음과 같은 숫자가 표시됩니다. HSPF2 (아래 빨간색 상자) 열 펌프가 공간을 얼마나 효율적으로 가열하는지를 측정합니다(8.5점은 좋음, 10점 이상이면 우수함, 일부 최고 등급 모델의 점수는 15점 이상). 이 사이트는 또한 열 펌프가 공간을 얼마나 효율적으로 가열하는지 보여줍니다. 화씨 5도(주황색 상자)는 47도(녹색 상자)에서 생성되는 열량과 비교할 수 있습니다.

3) 일렉트리파이 나우(Electrify Now) 히트펌프 시공업체에 문의해야 할 사항 체크리스트 귀하의 거주지에 적합한 크기의 열 펌프를 확보하는 데 도움이 됩니다. (전체 공개: Joe는 활동적입니다. 지금 전기 화 자원 봉사자.)

입찰이 시작되었습니다

우리는 4개의 계약자로부터 입찰과 추천을 받았고 에어컨도 제공하는 추운 기후 열 펌프(Daikin Fit)가 적합하다는 사실에 기뻤고 다소 놀랐습니다. 가장 저렴한 옵션 ~$12,000. 효율적인 가스 난로와 에어컨의 가격은 $16,000로 상당히 비쌌습니다.

추운 기후 히트 펌프는 일반적으로 비용 20-30% 추운 온도에서도 잘 작동하도록 하는 추가 기능으로 인해 표준 열 펌프보다 더 많은 성능을 발휘합니다. 더 낮은 온도에서도 작동하는 한랭지 열 펌프가 많이 있지만 우리는 초기 비용이 가장 낮은 제품을 선택했습니다.

Daikin Fit이 3위를 차지했다는 사실 카본 스위치의 위의 검토를 통해 우리는 선택에 확신을 갖게 되었습니다.

한랭지 히트펌프 설치

2021년 XNUMX월 말, 우리가 선정한 계약자는 오래된 가스 난로와 에어컨을 제거하고 가스 라인을 막고 새로운 집 전체 열 펌프를 설치했습니다. 우리는 레이아웃과 기존 덕트 때문에 덕트 시스템을 선택했습니다. 새로운 히트펌프 시스템은 지하에 실내기(공조기)가 있고 기존 AC와 비슷하게 생긴 실외기가 있어 기존 가스 + AC와 매우 유사합니다.

우리는 설치했어요 전기 저항 백업 (때때로 "스트립 히트"라고도 함) 가장 추운 날에 히트 펌프를 보충하기 위한 것입니다. 전기 저항을 사용하는 것은 더 비효율적이고 비용이 많이 들지만, 우리 설치자는 열 펌프가 화씨 5도까지 최대 용량으로 작동하고 온도가 그 이하로 떨어지면 전기 저항 가열을 약간 추가하는 스마트 알고리즘을 가지고 있다고 확신했습니다.

우리의 설치는 다음을 포함하여 추운 기후 열 펌프에 대한 몇 가지 모범 사례를 따랐습니다. 1) 얼음이나 눈 속에 놓이지 않도록 실외 장치를 지면에서 들어올립니다(스노우 배플 바닥에 앉아야 하는 경우 도움이 될 수 있습니다.) 2) 히트펌프의 대형화를 방지하기 위해 난방/냉방 부하 계산을 수행합니다. 더 클수록 좋다고 생각하기 쉽지만, 대형 장치는 자주 꺼졌다 켜질 수 있으므로 지속적으로 작동하는 적절한 크기의 열 펌프보다 효율성이 떨어지고 수명이 짧아지므로 집에 맞게 열 펌프의 크기를 조정하는 것이 필수적입니다.

유틸리티 비용 및 편안함

설치 후 청구서와 에어비앤비 후기가 오기를 기다렸습니다. 히트펌프가 전기 저항을 많이 사용하고 유틸리티 비용이 증가할까요? 손님들이 차이점을 느낄 수 있을까요? 클리블랜드 듀플렉스는 완벽한 사례 연구, 한쪽은 열 펌프로 작동하고 다른 쪽은 여전히 ​​​​가스를 연소시킵니다. 열 펌프를 추가한 후에도 공공요금이 거의 동일하게 유지되었음을 보고하게 되어 기쁘게 생각합니다. 듀플렉스 각 면의 총 에너지 비용은 첫 해 이후 놀랍게도 서로 10달러 이내였습니다. 그리고 우리는 "나 추워!"라는 말을 한 번도 하지 않았습니다. 설치 후 XNUMX년 동안 손님들로부터 불만이 접수되었습니다.

우리의 경험을 통해 여러분이 온도가 정기적으로 영하로 떨어지는 곳에 거주하더라도 열 펌프가 있다는 사실을 확신하시기를 바랍니다. 열 펌프 시스템은 중서부 주에서 훌륭하게 작동하며 가스 난로보다 구입이나 운영 비용이 더 들지 않습니다. 우리는 가장 추운 기후에서도 집을 따뜻하게 유지하는 깨끗한 난방 장치를 위해 화석 연료를 버리고 메인주에서 노르웨이, 일본, 현재 클리블랜드에 이르기까지 수백만 명의 주택 소유자와 함께하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.

추운 기후 열 펌프에 대해 더 자세히 알아보려면 다음을 시청하세요. 웹 세미나 우리는 2022년 XNUMX월에 Daikin, Mitsubishi, Efficiency Maine과 함께 했습니다.

이 기사는 시리즈의 일부입니다. 당신의 삶을 탈탄소화하십시오. 적당한 조치와 합리적인 비용으로 우리 가족은 배출량을 극적으로 줄였으며 소규모 재삼림 프로젝트를 통해 남은 것을 격리하고 있습니다. 우리의 삶은 더 좋습니다. 우리가 할 수 있다면 당신도 할 수 있습니다.

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• 출처: https://cleantechnica.com/2024/01/26/cold-climate-heat-pumps-toasty-homes-in-frigid-places/