新研究:比较住宅供暖系统

每个家庭供暖系统都需要权衡利弊。这就是一个优秀的供暖承包商或机械工程师如此有价值的原因:他们可以帮助权衡不同系统的利弊，并为给定的家庭提出最佳解决方案。

来自工程咨询公司Newport Partners LLC的一项新的分析和培训课程让这项工作变得更容易一些。在“住宅供暖系统的比较分析”中，纽波特合作伙伴对美国16个不同地区的7个供暖系统的第一成本、能源成本、排放简单回报，以及在某些情况下的舒适度进行了研究。(要了解更多研究方法并查看完整结果，查看课程)。

高级顾问杰米·莱昂斯说，这项研究表明，在选择正确的加热解决方案时，这些目标的优先级确实很重要。

“你的目标可以从供暖系统的首次成本到年度能源成本，”他说。“你可以综合考虑这些问题:生命周期成本是多少?有些人可能会考虑排放问题;可能有舒适方面的考虑。因此，无论你是建筑商、改建商还是房主，重要的是要以“这个项目最重要的目标是什么?”’然后从这个角度来评估各种可能性。”

这里有一些可能对你的下一个项目很重要的因素，以及关于加热系统如何执行的细节。

第一次成本

前期成本对任何项目来说都是一个重要因素。上面的图表显示了所有16个地区每个系统的新房平均首次成本。第一成本包括设备和安装成本，风管系统的成本，以及冷却系统的第一成本——因此，在只提供热量的熔炉和兼有这两种功能的热泵系统之间有一个平衡的比较。

第一成本最低的系统是常见的选择:标准效率的标准空调丙烷炉(系统a)，高效的标准空调丙烷炉(系统B)，标准效率的空气源热泵(系统F)。这些系统的第一成本在彼此的3%以内，大约在11000美元左右。标准丙烷炉和高效丙烷炉最终的第一成本相当，因为高效丙烷炉的排气成本较低，尽管设备更贵。

地源热泵(地源热泵，系统D)的高得多的第一成本是由地面回路钻井和材料的成本显著驱动的。

能源成本

当然，前期成本并不是决定的唯一财务因素。运行供暖系统的持续成本会影响长期成本。在这个图表中，为原型房屋提供空间供暖和制冷的能源成本显示为寒冷气候区新建房屋的年度估算。

分析表明，高效丙烷炉(系统B)与标准空气源热泵(系统F)相比，每年的能源成本降低了约10%，与采暖油炉(系统C)相比，每年的能源成本降低了约14%。鉴于其合理的首次成本和预期的舒适优势(下文将讨论)，高效丙烷炉将是一个解决方案，可以满足寒冷气候下的多个项目需求。

莱昂斯指出，这项研究中一个有趣的细微差别是，与6年或10年前按照标准建造的房屋相比，如今的新房效率更高。当前的能源法规对绝缘要求更高，对空气密封要求更严格。“你只是减少了供暖系统的运行，”他说。“因此，如果你预先在地源热泵等高性能系统上投入大量额外资金，就需要更长的时间才能获得回报，因为供暖系统的运行时间更少。”

因此，虽然地源热泵和地源热泵-丙烷炉混合系统提供了最低的年度能源成本，但简单的回报方案(如下所示)表明，这些系统的前期成本较高，可能需要20年或更长时间才能以节省能源的形式收回。里昂说:“尤其是对新房子来说，高效丙烷炉确实物有所值。”“与标准炉相比，它的成本溢价很小，但可以节省能源。”

安慰

对于许多房主来说，在选择新系统或决定是维修还是更换时，舒适性是一个决定性因素。供暖系统提供舒适的声誉差异很大，像丙烷强制空气炉这样的系统通常比空气源热泵提供更大的舒适性，特别是在寒冷的气候条件下。纽波特合作伙伴的研究使用建模数据来帮助量化研究中加热系统的预期舒适度。

莱昂斯说，研究结果支持了丙烷加热系统比热泵更舒适的观点。该研究使用建筑能源模拟工具来预测强迫空气系统的供热温度。供应温度等于或低于典型体温(近似小于或等于100华氏度)被认为感觉凉爽和不舒服。

模拟结果表明，空气源热泵(图中蓝色部分所示)提供的空气温度从90度到115度不等，即使考虑到空气源热泵的备用电阻加热元件。在这种寒冷的气候中，热泵的供气在供暖季节的很大一部分时间里感觉“凉爽”。相比之下，丙烷炉始终如一地在115度或更高的温度输送空气，如红色所示。

排放

如果碳排放是你项目的一个关键考虑因素，那么项目的位置就很重要。这是因为以丙烷、取暖油或天然气为燃料的供暖系统会释放CO等温室气体₂由于燃料的燃烧，基于电力的加热系统也会导致碳排放，有时比化石燃料加热系统(如炉子)更大。在美国，很大一部分电力是由发电厂生产的，这些发电厂依赖化石燃料产生热能，然后将热能转化为电能。

莱昂斯说:“在中西部等地区，空气源热泵的排放率仍然很高，这是由两个因素驱动的。”“发电组合——电力是如何产生的——然后使用热泵的电阻备用热。”

上图显示了中西部7个分析地点的供暖系统运行所产生的二氧化碳排放平均值。图表显示，标准效率空气源热泵(系统F)的排放量明显高于所有其他系统，包括丙烷炉、热泵-炉混合和地源热泵系统。高效丙烷炉(系统B)和空气源热泵之间的差异约为2.1公吨二氧化碳排放。在这些系统15年的使用寿命中，总排放量的差异相当于一辆乘用车7年的总排放量。

计算你自己的场景

项目的位置、规模、效率和能源成本不仅会影响排放计算，还会影响成本计算，所以没有适合每个项目的完美供暖系统。但是我们的空间热能计算器，你可以输入特定于你的项目的数据来计算成本和排放，然后将其与第二个系统进行比较，看看你的家庭的效率和费用可以如何提高。

退房"住宅供暖系统的比较分析在丙烷培训学院进行深入的研究回顾，并从美国建筑师继续教育系统和绿色商业认证研究所获得学习学分。