无论天气状况怎样,也无论处于一年中的哪个时节,热泵都可以帮助您在家中保持舒适的温度。热泵在家庭中既充当供暖系统,又充当制冷系统,同时为您节省开支,并减少您的碳足迹。
热泵正变得越来越常见,这是因为房主和建筑商正在探寻更有效的建筑物供暖与制冷的方法。截至 2023 年 11 月,据 Rewiring America 的数据,美国约有 16%的家庭正在使用热泵。全国各地的州和城市也在激励房主采用它们。
鉴于政策制定者对热泵颇为“热衷”,了解一些基础知识或许是个不错的主意,尤其是您如果是房主的话。所有的热泵都不一样。
什么是热泵?
若要为您的房产挑选出最佳的热泵,您得先了解它究竟是什么。热泵和冰箱利用的是相同的基础科学,从这个层面来讲,它并非大多数人传统观念中所认为的那种“泵”。
“它是一个泵,但‘热’并不是真正的东西,”东南路易斯安那大学物理学副教授 Rhett Allain 说。他说,“人们认为热就像一种流体,”这意味着它从一个东西流向另一个东西,但实际上比这要复杂一些。实际上,Allain 说,热泵通过帮助能量“从热的东西转移到冷的东西”来工作。
归根结底,这完全是要在温度方面找到一种平衡状态,这与电的工作方式非常相似。考虑到这一点,阿兰说,与其想到泵,“更好的例子是你的冰箱。”
“它的背面变热,里面变冷,”他说。“你需要从某个地方获取能量,然后它必须去到其他地方。”对于热泵或空调,能量被推至外面,而对于冰箱,能量则到了设备后面(这就是为什么冰箱背面是热的)。
在实际层面上,这可能有点让人费解,但在科学层面上,这相当简单:空调、冰箱和热泵都执行着平衡空气温度的相同基本功能。它们使用电来做到这一点,而不是,比如说,燃气炉,它点燃燃气来提高温度。
总结来讲:当外面暖和时,热泵将热空气移到外面,冷空气移到里面,当外面寒冷时,它则相反。相比之下,冰箱只朝一个方向工作:将热空气移到外面。
风道式和无风道式热泵
在家庭或其他类型的建筑里,可以使用多种类型的热泵。
根据建筑物的具体情况,它们主要可以分为两种方式。
“无风道系统指的是没有连接风道的系统,”生态技术中心的高级能源顾问爱迪生·迪卡(Edison Dika)说。换句话说,如果一个家庭有风道(许多较新的家庭往往如此),那么无风道系统就没有必要,因为该系统本身包括不同房间的室内头部单元,通过电线和管道连接到室外单元。“它们可能看起来像散热器,”迪卡谈到头部单元(通常称为“迷你分体式”)时解释说,它们被用于“作为一种分配空气用于供暖和制冷的方式”。
如果一个家庭有风道,“空气源”热泵通常是最为常见的类型。
风道式热泵系统会包含相同的室外单元,不过假设家庭有风道,它就会连接到家庭的风道。“它使用传统的风道系统将空气分配到家庭的每个房间,”迪卡说。
热泵的类型
除了空气源热泵的两大类别(有管道的和无管道的),还有众多子类别。
空气源热泵
如前所述,在美国各地的家庭和建筑物中,有管道和无管道的空气源热泵往往是最常见的类型。这些热泵通过使用在室外泵送的制冷剂来加热或冷却空气,其热量由室外空气提供或吸收。如果在 2032 年底之前购买并安装于家庭中,它们还 有资格获得联邦税收抵免:项目成本的 30%,最高为 2000 美元。
地源热泵
地源热泵利用房屋或建筑物下方和周围的地面作为加热和冷却的介质,而不是周围的空气。因为与室外空气相比,地面的温度相对较为恒定(特别是当往下挖掘几英尺时),利用它能够减少调节房屋温度所消耗的能源。
地源热泵可能更适用于气候更为极端或温度波动更大地区的家庭。它们的安装成本更高,因为可能需要反铲挖土机。“由于挖掘和钻孔,地源热泵会贵得多,”迪卡说。“但它们可能更高效,因为地面全年保持恒定温度——您不必应对室外温度的不断变化。”
地热热泵也 有资格获得联邦税收抵免,抵免额度根据安装时间的不同而有所变化。如果在 2032 年底前安装,它们有资格获得 30%的税收抵免,且没有上限。
吸收式热泵
吸收式热泵实际上是空气源热泵。有一个重要区别:它们并非由电力驱动,而是由另一种热源来驱动,例如天然气或太阳能加热的水。当用于住宅建筑或住宅时,这些热泵利用氨 - 水吸收循环来促进加热和冷却。
这些相较于其他类型的热泵不太常见。与您的安装人员和会计师核实它们是否有资格获得联邦税收抵免。
比较热泵的类型
购买和安装热泵的具体成本将取决于您家的众多特定因素——平方英尺、是否有管道、隔热效果如何等等。很难说热泵系统的成本是多少。根据美国家庭检查员协会 2023 年的数据 2023 年数据,平均而言,一个热泵系统对于典型的美国人来说大约要花费 5500 美元。
就税收优惠而言,请注意,您所在的州和市或许有其他方案来助力降低购买及安装成本。例如,俄勒冈州针对有意在出租单元安装热泵的房东设有特定计划。一如既往,您最好了解可能获得的当地激励措施和抵免。
连同大致的成本(通过美国家庭检查员协会,通常不涵盖可能的管道工程和许可证成本),以下是对热泵系统类型的快速概述与回顾:
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