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在2016年12月31日结束的能源税收抵免政策下,地热热泵(GHP)行业经历了8年的繁荣。节能物业信贷的创建是为了帮助潜在的GHP消费者在其建筑物中安装系统时必须克服的第一个成本障碍。这些抵免对住宅和商业设施都适用,前者占地热系统安装总成本的30%,后者占总安装成本的10%。住宅退税占了循环或系统燃料的大致成本,这是一种可再生能源。
退税的损失不仅造成了GHP系统生产的巨大赤字,而且还造成了该行业的就业机会减少。目前有一项新的法案等待批准,H.R. 1090,它将修改住宅节能物业的税收抵免,将燃料电池物业、小型风能物业和地热热泵物业的支出抵免延长至2021年。对于每一项延长的信用额度,该法案将根据房产投入使用的日期,将目前30%的信用额度逐步降低到26%或22%。
尽管回扣提供了巨大的激励,但它们也可能造成虚假市场。这并不是说ghp已经没有市场了,而是因为折扣激励已经过期,普通消费者认为ghp系统太贵了。不幸的是,考虑到GHP系统的总投资是燃料源安装成本。因此,安装成本为1.5万美元的传统系统比安装成本为2.5万至3万美元的地热系统对消费者更具吸引力。由于传统系统的石油或天然气不是一次性购买的,因此不考虑安装成本。另一方面,GHP系统需要在建筑物中安装设备的同时安装能源,这需要更多的前期成本。
我们需要更好地展示GHP系统的好处,因为它有很多好处。如果向购买者解释清楚,就可以减少对回扣的需求。这些好处包括:
传统系统与GHPs
大多数传统系统依靠化石燃料来加热空间和热水,这些都是在事后逐步购买的。由于许多原因,包括地缘政治问题,天气,供应,需求和各种其他条件,燃料的成本各不相同。化石燃料系统也需要电力来运行,而效率等级并不能反映电力的使用。传统的系统需要额外的冷却设备,并且还需要考虑通风和明火。大多数化石燃料都容易受到地缘政治事务的影响。东欧国家正在安装GHPs,以防止政府改变对天然气的需求而造成的热量损失。石油价格随风暴而波动。许多化石燃料是不受监管的,受通货膨胀和市场承受成本的影响。此外,提供的奖励只对燃料供应商有利。
化石燃料炉只能将源输入的75%到95%返回到空间,然后源被破坏,无法重复使用。你必须以现在的价格买更多的东西,直到永远。
GHP系统从地面获取所需的能量,回报是能源投资的五倍,而且燃料来源是永久性的。它不受监管或不受监管;它是你的。它完全不受任何外部经济问题的影响;它是唯一能永远提供投资回报的燃料来源。此外,GHP源的成本可以通过多种方式摊销,包括:
最后,融资成本加上运营成本通常低于使用任何一种化石燃料的总支出。在大多数情况下,源的全部成本将在三至七年内收回。这意味着你的投资平均有20%的回报。你不会失去原则的。你可以称之为能源年金;实现的节省通常是数十万美元!
空气源热泵vs地热
是什么让地热热泵系统比空气源热泵(ASHP)更好?有几个事实使GHP有效地工作:
空气源热泵系统的运行取决于外部环境空气。空气源热泵系统的效率随外界温度的变化而变化。在加热循环中,空气越冷,机组产生的热量就越少;机组必须更加努力地工作,以满足不断上升的热量需求。你还需要用电加热或其他热源来增加热量。该系统在冷却循环方面也有同样的问题;室外温度越高,你就越不能将室内的热空气排出室外。这些困难增加了操作成本,降低了空气源热泵系统的预期寿命。
GHP取决于地球的温度。地球就像一个巨大的太阳能电池,季节性地保持着比空气更稳定的温度。由于地球的温度波动较小,GHP的能量生产和效率更恒定。在冬季采暖季节,地面温度比空气温度高,使GHP在室外温度较低的情况下吸收更多的热量,而在制冷季节,地面温度比空气温度低,从而使GHP可以将更多的热量从建筑物内部收集到地面。如果你考虑到GHP系统的总热量输出是多少,以及机组将从地面获得多少热量(提取热量),你会看到它大约是机组总输出的73%。另外27%来自制冷。
抽热(HOE) ÷总放热(TC) =从热源流出的btu
GHPs的寿命有时被比作冰箱。冰箱全年恒温运转。因此,操作是完全可预测的。该设备还可以通过将房间内恒定的空气温度转移到制冷剂中,然后进入一个空间,使所有农产品保持在一定温度以保持新鲜。冰箱柜的风格过时后,它经常被搬到车库或“男人的洞穴”,以保持你最喜欢的饮料在一个良好的,凉爽的温度在未来的许多年。事实上,该机组提供了一个恒定的温度,增加了机组的寿命。预计GHP的生命周期将比其他传统化石燃料系统长两倍。
安装地热
一般有三种安装源的方式,每一种都应评估为最经济、最符合性能的方式;每个都可以修改以适应情况;每一个都取决于建筑的热量损失和获得。这些手段包括:
该属性的所有选项都可以修改。如果你的房子里有足够的水,而且水的质量很好——没有满是矿物质和碎片——你有办法排出借来的水,这是最有效的,可能是最低的安装成本。这一概念也有一些变化,如立柱井,也可以进行研究。
如果井不是理想的方式,并且你有相当面积的土地可供你使用,你可以选择高密度聚乙烯管(HDPE)组成的水平环,热焊接在一起并埋在地下。HDPE管是一种塑料材料选择良好的传热,并保持其强度与保修期50年或更长。
水平安装取决于土地面积和土壤类型。这通常是安装成本的第二项。这种类型的环是挖掘的,而不是钻孔的。如果土地面积受到水平环线的限制,那么另一种选择就是垂直环线。垂直方法比较昂贵,但使用的面积最少。
最重要的是要获得一个准确的热量损失和增益的建筑,类型和条件的水和土壤。环路必须收集建筑物所需的btu,这些btu位于地面的温度,即源。循环是建筑物热量损失和获得的直接结果。收集的btu只需要通过回路传送到地源热泵。
所有回路的安装应由经验丰富的设计师设计。如果你不知道,你可以联系国际地源热泵协会(IGSHPA)。这个组织为地源热泵的安装制定了许多标准。IGSHPA还为设计师和培训师提供培训和认证。您也可以联系当地的公用事业公司。我相信他们中的一个能把你介绍给懂行的人。
设备的尺寸必须适合应用、舒适、使用寿命和效率。有许多软件程序可用于演示设备在不同情况下的表现。
安装方法对GHPs至关重要;没有什么“经验法则”,必须想出一个循环。循环的长度没有常量;泵必须确定尺寸。你不能只是“扔一个进去”。正确的泵的类型和尺寸以及正确的回路长度,都有助于提高这种类型安装的效率和寿命周期。知道什么时候可以使用中央泵,什么时候使用分马力循环器都是由系统分析决定的。这些计算都不是很难的,有很多人可以帮助你。用于确定泵的尺寸和热损失和增益的方法,已被用于类似的过程,并使用了几个世纪。锅炉使用水,移动水并散发热量。 Water systems in a building bring fluids in and move them around the building. The difference being the requirements of the equipment. The collection of BTUs needs to satisfy the requirements of the building. The requirements must be met and are less forgiving than a boiler that usually was oversized and had more capacity than required.
设备制造商,IGSHPA,公用事业公司和像我这样的人,为承包商提供各种容易获得的培训,以便能够获得建造和安装地源热泵系统所需的技能。一个正确安装的系统将提供无故障,经济和舒适的使用寿命20年以上。
基于流体的热泵应用
有一种基于流体的热泵的应用,称为水源热泵(WSHP), GHPs是从它衍生出来的。当建筑物变得如此之高,以至于建筑物内的气候变化,需要单独控制时,就开发了WSHP。随着城市的发展,摩天大楼的出现,它们的使用也越来越多。在这个应用中,建筑上有一个水塔,它可以拒绝从冷却空间转移的热量,当不同的空间需要热量时,有一个锅炉来加热水。这可能同时发生。
随着WSHPs的逐步扩大和控制,我们有能力准确地操作建筑的气候。多年来,这些建筑中使用的设备已经改变,以适应室内空气质量和效率标准。锅炉、冷却器用于维持流体温度,水塔弃热法仍被广泛使用。水塔有一些缺点,包括用于拒绝加热和冷却产生的温度的液体的数量和质量。其他缺点包括军团病病毒等健康危害的风险和缺水。为了减少水塔的用水量,现在使用循环来排除一些热量,从而减小了水塔的尺寸,大大减少了运行水塔所需的水量。密封的循环系统不受不断补充供水或恶劣天气条件或猛烈风暴的影响。使用回路来辅助水塔,控制水的使用和质量被称为混合回路。在这里,GHP的安装改进了它所源自的系统。GHP吸收热量并将其排除到回路中。
许多新建筑,如拼贴学校和医院,正在探索和安装混合系统的使用,因为水系统的可用性、质量和维护费用。
说到底,GHP系统是目前最有效的舒适系统。它们不是最昂贵的系统——不管是否打折。它们几乎可以安装在任何情况下。它们使每个参与其中的人受益,包括:
一个业主或业主的最低运营成本,清洁不焦化的空气,容易保持良好的湿度水平,提高室内空气质量。
作为一名承包商或工程师,如果不准备好与客户讨论地热系统,那将是一种疏忽。GHPs已经使用了40多年,我们知道它们是有效的。改变是件好事——虽然困难——但也是件好事。我们应该接受它,并采取行动。对你们来说,在你们的贸易中接受这项技术并拥抱它,将使你们在竞争对手中处于领先地位。