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Jul 20, 2023

ヒートポンプの人気は急上昇しているが、コストと進化するテクノロジーが依然として障壁となっている

Valeria Silva di GreenSavers (a sinistra) e Edwin Caro

2023年5月24日、ポートランド北西部の住宅でヒートポンプシステムの設置に取り組むGreenSaversのヴァレリア・シルバさん（左）とエドウィン・カロさん。エネルギー効率と気候変動への利点により、北西部ではヒートポンプの設置が増加している。 デイブ・キレン / オレゴニアン

ジャック・シュニエップさんのベンドにある 2 階建ての自宅の炉がこの冬故障し始めたとき、彼と妻はそれを取り壊してヒートポンプと交換することに決めました。

「私たちは気候関連の理由から、天然ガスの使用をやめるためにこれを行いたかったのです」とシュニエップ氏は語った。 「それが正しいことだと思います。」

また、自宅にはガスの臭いがあり、ガス会社はガス漏れではないと保証してくれましたが、家に子供が 2 人いるので危険を冒したくありませんでした。

価格は安くはありませんでした – 1,500ドルの州補助金後のダクト式寒冷地用ヒートポンプと電気パネルのアップグレードで18,500ドル – それは新しい高級ガス炉よりわずか数千ドルで、家の老朽化した空気も置き換えることができましたコンディショナー。

ヒートポンプは突然誰もが耳にするようになりました。 支持者は、エネルギー効率と光熱費を削減できることを宣伝しています。 連邦政府とオレゴン州は、温室効果ガスの排出量を削減し、熱波の影響を軽減するために、その急速な導入に期待を寄せている。 また、ヒートポンプの導入をより手頃な価格にするために、地方および連邦政府による奨励金が導入されています。

大騒ぎにもかかわらず、ヒートポンプへの移行は決して簡単ではありません。

Oregonian/OregonLive は、電化愛好家、HVAC 設置業者、エネルギー専門家、そして最近ヒートポンプを設置した州内の十数世帯にインタビューしました。 大多数の家族はガス炉を撤去し、ガス管を外しましたが、予備の熱源としてガス炉や暖炉を保管していた家族も少数いました。

読む: ヒートポンプ設置に関するオレゴニア人の経験

ヒートポンプの無数の利点を称賛する一方で、多くの人は、1万ドルから2万ドルという高額な価格、連邦政府によるリベートの遅れ、業界のノウハウ不足と労働力不足が急速な普及の障害となる可能性があると強調した。

シュニエップ氏は、自社のヒートポンプの高効率が、時間の経過とともにコスト高を補ってくれることを期待している。 しかし、家族の最大の懸念は、寒くなったときに十分に機能するかどうかです。

「私たちは間違いなく一夜にして10代になったし、それはそれで問題なかった」と彼は語った。 ヒートポンプは3月に設置されたため、実際に確認するには次の冬まで待たなければならない。

需要はどの程度あるのでしょうか?

ヒートポンプは新しいものではありません。 彼らはアジアではどこにでも存在し、ヨーロッパでは記録的な年を迎えました。 エアコンよりもエネルギー効率が高く、穏やかな冬の間暖房を提供してくれるため、アメリカ南部では何十年も前から設置されています。

彼らは現在、全米にその足がかりを築きつつある 昨年、アメリカ人は初めてガス炉よりも多くのヒートポンプを購入した。 そして北西部では、ヒートポンプの設置は現在、ガス炉の設置と同等になっています。

専門家らによると、ヒートポンプはまだエアコンの代替には程遠いが、今後数年で状況が変わる可能性があるという。

地元のHVAC設置業者によると、ヒートポンプへの関心は2019年にカリフォルニア州バークレーが西海岸初の町として新築建設に天然ガスを禁止したのがきっかけだという。 今年初めにユージーンを含む他の都市もこれに続いたが、現在はそこで全市的な投票が計画されている。

そして昨年8月、議会はインフレ抑制法を可決した。この法案は、ヒートポンプを含むクリーンエネルギーへの移行を加速するための多大な奨励金を提供する法案である。

読む: ヒートポンプを購入しますか? ここに経済的な援助があります。

オレゴン州では、隣接するワシントンとは異なり、新築または既存の建物にヒートポンプの導入を義務付ける義務はありませんが、建物はオレゴン州における交通機関に次いで 2 番目に大きな気候汚染の原因となっています。 州当局は、連邦税や州税の減税やリベートをきっかけに、開発業者や住宅所有者が自発的にヒートポンプを導入することを期待しており、一部はその道を歩み始めているようだ。

「以前は、人々にヒートポンプの話題を紹介する必要がありました。今年は…いきなり、人々はヒートポンプについて知りたがります」と、ポートランドに本拠を置く暖房・空調会社クライメート・コントロール社の見積もり担当ザカリー・ターナー氏は言う。会社。

ポートランドの不動産業者ブラッド・ツイス氏は、住宅購入者の間でも同様の傾向があることに気づきました。 以前は、ほとんどの人が暖房システムを気にしなかったか、特に天然ガス炉とガスレンジのある家を購入していたと彼は言いました。

「私は今、美しく高価なガスレンジを備えた家に立っていますが、クライアントは『ここにIHコンロを置くのはどれくらい大変ですか？』と言います。 そして人々は『ここにヒートポンプを設置してもいいですか?』と尋ねています」とツイス氏は語った。

GreenSavers の Edwin Caro 氏は、2023 年 5 月 24 日水曜日、ポートランド北西部の家でヒートポンプ システムの設置に取り組んでいます。Dave Killen / The Oregonian

ヒートポンプはどのように動作するのですか?

この機械は電気と冷媒を使用して加熱と冷却の両方を行うため、「ヒートポンプ」という名前は誤った呼び方です。

空気熱源ヒートポンプは最も人気があり、この話の焦点でもありますが、屋外の空気から熱を抽出し、家の中に熱を伝達することで熱を供給します。 冷やすにはその逆を行い、熱を家の内側から屋外に移動させます。

ヒートポンプは既存の熱を使用し、生成するのではなく単に移動する、つまり「汲み上げる」だけであるため、加熱炉よりもエネルギー効率が高くなります。 また、ヒート ポンプはエアコンと同じテクノロジーに基づいていますが、効率基準が高いため、ほとんどの AC ユニットよりもエネルギー効率が高くなります。 エアコンでは実現できない熱を供給することもできます。

理想的な条件下では、効率的なヒートポンプは、効率が 95% の新しいガス炉と比較して、電力で消費するエネルギーよりも 300% 多くのエネルギーを伝達できます。

エネルギー使用量が減れば請求書も安くなり、地域の電力網への負担も軽減されます。

何を買えばいいですか？

単一のサイズがすべてに適合するわけではなく、テクノロジーは急速に進化しています。

デザインは家によって大きく異なり、価格も異なります。 住宅所有者は、多数のタイプ、ブランド、モデル、構成から選択できます。

ヒートポンプは通常、ダクト付きまたはダクトレスであり、2 つのシステムを 1 つの家庭で一緒に使用することもできます。 賃貸の場合、または天然ガスの使用量を削減したい場合は、ポータブル ヒートポンプをご利用いただけます。

読む: ヒートポンプ用語集

おそらく最も重要なのは、暖房の快適さ、エネルギー効率、光熱費に影響を与える適切なコンプレッサーを選択することです。

単段ヒートポンプは安価ですが、フル稼働でしか動作できず、大量のエネルギーを消費します。 2 段ヒートポンプはやや高価ですが、エネルギー効率が高くなります。

可変容量ヒートポンプは、多段変速自転車と同様に、無限レベルの調整を提供し、より高い効率、一定の温度、より静かなシステムを実現しますが、初期費用も最も高くなります。

ヒートポンプのサイズも重要です。住宅に適切な量の熱と冷却を提供するのに十分な大きさが必要です。 請負業者は、家の面積、断熱材、隙間風、気候などの要因に基づいて適切なサイズを決定するのに役立ちます。

ヒートポンプは高価で、家の大きさに応じて 10,000 ドルから 20,000 ドルかかることが多く、通常は高効率のガス炉よりも数千ドル高くなります。 そして、多くの住宅所有者は、冷暖房機器を交換するだけでなく、追加のアップグレードが必要になることに驚いています。

隙間風が入りやすい古い家では、ヒートポンプが効果的に機能するために断熱材や新しい窓が必要になる場合があります。 断熱性の低い住宅では、ヒートポンプが炉のように熱風を吹き出すのではなく、より穏やかに安定して加熱するため、隙間風やコールドスポットがより目立つ可能性があります。

古い家では、電気パネルのアップグレードや新しい配線が必要になる場合もありますが、これらの費用はすべて合計で数千ドルかかる場合があります。 (回路共有または負荷共有と呼ばれる新しいテクノロジーにより、高価なパネルのアップグレードの回避策が提供される可能性があります。)

本当に熱くなるのでしょうか？

ヒートポンプの暖房能力に対する懐疑的な見方が混乱を生み続けていますが、それには十分な理由があります。

不動産業者のツイス氏によると、上の世代は気温が下がるとヒートポンプが作動しなかったことを今でも覚えているという。

現在のヒートポンプはより効率的だが、市場に溢れている標準的なヒートポンプは、屋外温度が30度か40度を下回ると依然として困難を極めると、ベンドとポートランドで事業を展開する家庭用エネルギー効率会社グリーンセーバーズのゼネラルマネジャー、クレイグ・アーカー氏は語る。

その結果、ヒートポンプを設置した住宅所有者の中には、冬の間に寒さを感じると報告する人もいます。

また、一部の HVAC 会社が、ヒートポンプでは十分な熱が供給できないため、二元燃料システムを推進していると主張する理由もここにあります。オレゴン州では、ヒートポンプと天然ガス炉を組み合わせたシステムが一般的です。 他の設置業者は、外気が冷えたときに緊急暖房として機能するよう、ヒートポンプのエアハンドラーに電気抵抗ヒート ストリップを定期的に追加していますが、エネルギー効率ははるかに低くなります。

寒冷地用ヒートポンプ（拡張容量またはハイパーヒートポンプとも呼ばれる）は、最も効率的であると同時に最も高価なゴールドスタンダードです。 モデルに応じてマイナス 5 度からマイナス 12 度の環境でも非常によく熱を抽出し、氷点下でも動作する霜取り機能を備えていますが、気温が下がると効率は低下します。

また、標準的なヒート ポンプの多くにはヒート ストリップが装備されていますが、寒冷地用ヒート ポンプには通常、いくつかの例外を除いて、これらのストリップも他のバックアップ熱源も必要ありません。

Electrify Now の共同創設者ブライアン・スチュワート氏は寒冷地向けヒートポンプについて、「前払い料金は高くなりますが、暖房費はさらに安くなります」と述べた。 「なぜなら、これらのことは非常に効率的だからです。」 彼のボランティア運営の組織は、オレゴン州の電化促進を推進しています。

寒冷地用ヒートポンプコンプレッサーは、オレゴン州ポートランド近郊の非法人コミュニティであるベサニーにあるジョー・ホフベックの家の外に設置されています。 寒冷地用ヒートポンプは、気温が氷点下に下がっても効率を維持します。 ショーン・ミーガー/オレゴニアン

長く寒い冬で知られるヨーロッパのノルウェー、スウェーデン、フィンランドは、ヒートポンプ導入のリーダーです。 そして、メイン州は厳しい寒さの州であり、現在、米国で一人当たりのヒートポンプ導入率が最も高い州の一つとなっています。メイン州で昨年実施された調査では、暖房システムをヒートポンプに置き換えることは費用対効果が高く、快適であることが判明しました。ほとんどの場合、バックアップ熱は必要ありません。

リベートを管理する準州政府機関エフィシェンシー・メインの広報担当ケイト・ランキン氏によると、メイン州でヒートポンプに提供されるリベートのほとんどは、一体型ヒートストリップのないダクトレス寒冷地用ヒートポンプに向けられるという。

専門家らは、ポートランドに標準的なヒートポンプを設置しても、特にそれがより効率的なモデルの場合は問題なくできるが、年に数日寒さを感じることを気にしない限り、バックアップシステムが必要になる可能性があると述べている。

しかし、グリーンセーバーズのアーカー氏がすべての顧客に推奨している寒冷地用ヒートポンプをポートランドに設置すれば、大きな家であっても予備の炉やヒートストリップは必要ないと同氏は語った。

いずれにせよ、断熱性が高いと助かります。 アーカー氏の会社は、住宅のエネルギー効率を高め、熱負荷を下げるために、住宅に追加の断熱材を設置し、エアシールを頻繁に行っています。

州の寒い地域では、間違いなく寒冷地用ヒートポンプを導入すべきだとアーカー氏は言う。 それでも、大きくて広大な家を持っている場合や、断熱材が不十分な場合は、予備のヒートストリップが必要になる可能性があると彼は言いました。 実際、市の条例では、ベンドでは予備の暖房が必要です (おそらく、ヒートポンプの過去の暖房性能の低下が原因と考えられます)。

インストーラーを見つける方法は?

住宅所有者、HVAC専門家、電化推進者らによると、もう1つの課題は、ヒートポンプがそれほど普及していない太平洋岸北西部のHVAC設置業者の多くが、ヒートポンプ技術に精通していないか、ヒートポンプ技術に興味を持っていない可能性があることだという。

設置の専門知識は人によって異なるため、複数の HVAC 会社を探し、複数の見積もりを取得し、ヒート ポンプに精通した営業担当者を見つけることが重要だと Electrify Now のスチュワート氏は述べています。 この組織は設置業者のネットワークを提供し、設置業者に尋ねるべき質問を提案します。

DIY 愛好家であれば、ヒートポンプを自分で設置することもできます。

見る: DIY愛好家の皆さん、独自のヒートポンプの設置方法をご紹介します

そうしないと、適切な請負業者が見つかるまで列に並ばなければならない可能性があります。 GreenSaversのゼネラルマネージャー、アーカー氏は、HVAC労働者はすでに不足しており、増大する需要に対応できる有能なヒートポンプ設置業者の不足が大きな課題であると述べた。

「今後 6 年間のカリフォルニア、オレゴン、ワシントンにおけるヒートポンプ導入の目標を見ると、私たちは業界として、求められている変革を実現するために必要な能力には程遠いのです。」とアーカー氏は述べています。言った。

2023年5月24日、ポートランド北西部の住宅でヒートポンプシステムの設置に取り組むGreenSaversのエドウィン・カロさん。ヒートポンプの人気は高まっているが、高まる需要を満たす有能な設置業者が不足している。 デイブ・キレン / オレゴニアン

本当にそんなに効率的なのでしょうか？

Electrify Nowのスチュワート氏は、より多くのオレゴン州人にヒートポンプへの切り替えを説得するには、先行投資後の地球と懐への利益について、より前向きなメッセージを伝える必要があると述べた。

しかし、ヒートポンプの効率を売りすぎると逆効果になる可能性があると同氏は警告した。 他の冷暖房システムよりもエネルギー効率が高いかもしれませんが、実際の効率は宣伝されているよりも低く、ヒートポンプへの切り替えは一部の家庭でのみ大幅なエネルギーとコストの節約につながります。

石油炉、電気炉、ベースボードヒーター、または非常に古いガス炉から切り替えた場合は、通常の給湯器からヒートポンプ給湯器に切り替えた場合と同様に、料金が大幅に安くなります。

新しいガス炉を撤去してヒートポンプに置き換えた家庭でも、請求額に大きな違いは見られないと同氏は言う。 実際、以前にエアコンがなかった場合、光熱費が上昇する可能性があります。 それは、ヒートポンプがガス炉よりも効率的であるにもかかわらず、ガスの価格が電気よりも依然として低いためです。

それでも、長期的には切り替えは価値がある、とスチュワート氏は語った。なぜなら、電化への取り組みが拡大し、天然ガス会社がコストをカバーできる住宅顧客が減少するにつれて、ガス価格が高騰する可能性が高いからである。

環境上の欠点?

多くの気候変動対策と同様に、ヒートポンプも完璧ではありません。

エアコンと同様に、ヒートポンプは現在、ハイドロフルオロカーボン (HFC) 410a と呼ばれる化学冷媒を使用しています。これは、温室効果ガスとして 20 年間で二酸化炭素の 4,260 倍強力です。

この冷媒は、ヒートポンプの寿命にわたってゆっくりと大気中に漏れますが、残りの冷媒が適切に処分されなければ、ほとんどの排出は寿命の終わりに発生します。 厳格な規制により、HVAC の専門家が冷媒を回収して再利用することが求められていますが、現実にはこれらの規則が守られないことが非常に多いと、数人の設置業者が The Oregonian/OregonLive に語った。

それでも、環境と電化の擁護者らは、ヒートポンプから放出される排出量は、天然ガスを燃料とする炉がその耐用期間中に生成する排出量と比較すると、量的に見劣りすると指摘している。

そして、新たに承認された安全基準により、家電メーカーは代わりに、気候への影響がはるかに小さいプロパンやイソブタンなどの炭化水素冷媒を使用することが求められるが、新しい基準が発効するまでには数年かかる可能性が高い。

少なくとも現時点では、もう 1 つの欠点があります。オレゴン州の送電網はまだきれいではありません。 そのため、送電網が化石燃料から脱却する2040年までは、ヒートポンプの動力の一部は天然ガスと石炭で生成された電力で賄われることになる。

ヒートポンプの広範な導入は、他の電化への取り組みと並行して、送電網にさらなる負担をかける可能性もあります。 増大する需要に応えるために、電力会社は大量かつ高価な再生可能エネルギーと貯蔵容量を追加し、新しい送電線を建設する必要があり、そのプロセスには数年かかる場合があります。

しかし、その負担は恐怖ほど大きくないかもしれません。

それは、ヒートポンプへの移行は、天然ガス炉からだけでなく、非効率的な電気抵抗加熱からの移行を示すものだからです。

非営利団体シエラクラブの委託を受けてコンサルティング会社シナプス・エナジー・エコノミクスが行った2022年の調査では、ヒートポンプの普及拡大の結果、オレゴン州の住宅部門の電力消費量が実際に減少する可能性があり、これは主に非効率な抵抗加熱方式からヒートポンプへの移行が原因であることが判明した。

– ゴシア・ウォズニアッキ; [email protected]; @gosiawozniacka

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