Греење и ладење со топлинска пумпа-Дел 2

За време на циклусот на греење, топлината се зема од надворешниот воздух и се „пумпа“ во затворен простор.

• Прво, течното ладилно средство поминува низ уредот за проширување, менувајќи се во мешавина на течност/пареа со низок притисок. Потоа оди до надворешниот калем, кој делува како калем на испарувачот. Течното разладно средство ја апсорбира топлината од надворешниот воздух и врие, станувајќи пареа со ниска температура.
• Оваа пареа поминува низ вентилот за рикверц до акумулаторот, кој ја собира преостанатата течност пред да влезе пареата во компресорот. Пареата потоа се компресира, намалувајќи го нејзиниот волумен и предизвикувајќи негово загревање.
• Конечно, вентилот за рикверц го испраќа гасот, кој сега е жежок, до внатрешниот калем, кој е кондензаторот. Топлината од жешкиот гас се пренесува во внатрешниот воздух, предизвикувајќи кондензирање на ладилното средство во течност. Оваа течност се враќа во уредот за проширување и циклусот се повторува. Внатрешната намотка се наоѓа во каналот, блиску до печката.

Способноста на топлинската пумпа да пренесува топлина од надворешниот воздух во куќата зависи од надворешната температура. Како што опаѓа оваа температура, опаѓа и способноста на топлинската пумпа да апсорбира топлина. За многу инсталации на топлинска пумпа со извор на воздух, тоа значи дека постои температура (наречена точка на топлинска рамнотежа) кога капацитетот за греење на топлинската пумпа е еднаков на загубата на топлина во куќата. Под оваа надворешна амбиентална температура, топлинската пумпа може да обезбеди само дел од топлината потребна за одржување на удобноста на просторот за живеење, а потребна е дополнителна топлина.

Важно е да се напомене дека огромното мнозинство на топлински пумпи со извор на воздух имаат минимална работна температура, под која тие не можат да работат. За поновите модели, ова може да се движи од -15°C до -25°C. Под оваа температура, мора да се користи дополнителен систем за да се обезбеди греење на зградата.

Циклусот на ладење

Циклусот опишан погоре е обратен за да се излади куќата во текот на летото. Уредот ја отстранува топлината од внатрешниот воздух и ја отфрла надвор.

• Како и во циклусот на загревање, течното ладилно средство поминува низ уредот за проширување, менувајќи се во мешавина на течност/пареа со низок притисок. Потоа оди до внатрешната серпентина, која делува како испарувач. Течното разладно средство ја апсорбира топлината од внатрешниот воздух и врие, станувајќи пареа со ниска температура.
• Оваа пареа поминува низ вентилот за рикверц до акумулаторот, кој ја собира преостанатата течност, а потоа до компресорот. Пареата потоа се компресира, намалувајќи го нејзиниот волумен и предизвикувајќи негово загревање.
• Конечно, гасот, кој сега е жежок, поминува низ вентилот за рикверц до надворешниот калем, кој делува како кондензатор. Топлината од врелиот гас се пренесува на надворешниот воздух, предизвикувајќи ладилното средство да се кондензира во течност. Оваа течност се враќа во уредот за проширување и циклусот се повторува.

За време на циклусот на ладење, топлинската пумпа го одвлажнува и внатрешниот воздух. Влагата во воздухот што минува преку внатрешната серпентина се кондензира на површината на серпентина и се собира во тава на дното на серпентина. Одвод на кондензат ја поврзува оваа тава со одводот на куќата.

Циклус на одмрзнување

Ако надворешната температура падне приближно или под нулата кога топлинската пумпа работи во режим на греење, влагата во воздухот што минува преку надворешната калем ќе се кондензира и ќе замрзне на неа. Количината на таложење мраз зависи од надворешната температура и количината на влага во воздухот.

Оваа акумулација на мраз ја намалува ефикасноста на серпентина со намалување на нејзината способност да пренесува топлина на средството за ладење. Во одреден момент, мразот мора да се отстрани. За да го направите ова, топлинската пумпа се префрла во режим на одмрзнување. Најчестиот пристап е:

• Прво, вентилот за рикверц го префрла уредот во режим на ладење. Ова испраќа топол гас до надворешната серпентина за да се стопи мразот. Во исто време, надворешниот вентилатор, кој вообичаено дува ладен воздух над серпентина, се исклучува со цел да се намали количината на топлина потребна за топење на мразот.
• Додека ова се случува, топлинската пумпа го лади воздухот во каналот. Системот за греење вообичаено би го загреал овој воздух бидејќи се дистрибуира низ куќата.

Еден од двата методи се користи за да се одреди кога уредот оди во режим на одмрзнување:

• Контролите за побарувачка-замрзнување го следат протокот на воздух, притисокот на течноста за ладење, температурата на воздухот или серпентина и диференцијалот на притисокот низ надворешната намотка за да се открие акумулација на мраз.
• Одмрзнувањето со временска температура започнува и завршува со претходно поставен тајмер за интервал или температурен сензор кој се наоѓа на надворешната калем. Циклусот може да се иницира на секои 30, 60 или 90 минути, во зависност од климата и дизајнот на системот.

Непотребните циклуси на одмрзнување ги намалуваат сезонските перформанси на топлинската пумпа. Како резултат на тоа, методот побарувачка-замрзнување е генерално поефикасен бидејќи го започнува циклусот на одмрзнување само кога тоа е потребно.

Дополнителни извори на топлина

Бидејќи топлинските пумпи со извор на воздух имаат минимална надворешна работна температура (помеѓу -15°C до -25°C) и намален капацитет за греење при многу ниски температури, важно е да се земе предвид дополнителен извор на греење за операциите на топлинската пумпа со извор на воздух. Може да биде потребно и дополнително загревање кога топлинската пумпа се одмрзнува. Достапни се различни опции:

• Целосно електрично: Во оваа конфигурација, операциите на топлинската пумпа се надополнуваат со елементи за електричен отпор лоцирани во каналот или со електрични плинтуси. Овие отпорни елементи се помалку ефикасни од топлинската пумпа, но нивната способност да обезбедуваат греење е независна од надворешната температура.
• Хибриден систем: Во хибриден систем, топлинската пумпа со извор на воздух користи дополнителен систем како што е печка или котел. Оваа опција може да се користи во нови инсталации, а исто така е добра опција кога топлинска пумпа се додава на постоечки систем, на пример, кога се инсталира топлинска пумпа како замена за централен клима уред.

Видете го последниот дел од оваа брошура, Поврзана опрема, за повеќе информации за системите што користат дополнителни извори на греење. Таму, можете да најдете дискусија за опциите за тоа како да го програмирате вашиот систем да премине помеѓу употребата на топлинска пумпа и користењето на дополнителни извори на топлина.

Размислувања за енергетска ефикасност

За да го поддржите разбирањето на овој дел, погледнете го претходниот дел наречен Вовед во ефикасноста на топлинската пумпа за објаснување за тоа што претставуваат HSPF и SEER.

Во Канада, регулативите за енергетска ефикасност пропишуваат минимална сезонска ефикасност во греењето и ладењето што мора да се постигне за производот да се продава на канадскиот пазар. Покрај овие прописи, вашата провинција или територија може да има построги барања.

Минималните перформанси за Канада како целина и типичните опсези за производите достапни на пазарот се сумирани подолу за греење и ладење. Исто така, важно е да проверите дали има дополнителни прописи во вашиот регион пред да го изберете вашиот систем.

Сезонски перформанси за ладење, SEER:

• Минимум SEER (Канада): 14
• Опсег, SEER на пазарот достапни производи: 14 до 42

Греење сезонски перформанси, HSPF

• Минимален HSPF (Канада): 7,1 (за регионот V)
• Опсег, HSPF на пазарните достапни производи: 7,1 до 13,2 (за регионот V)

Забелешка: HSPF факторите се обезбедени за климатската зона V на AHRI, која има слична клима како Отава. Вистинските сезонски ефекти може да варираат во зависност од вашиот регион. Во моментов се развива нов стандард за изведба кој има за цел подобро да ги претстави перформансите на овие системи во канадските региони.

Вистинските вредности на SEER или HSPF зависат од различни фактори првенствено поврзани со дизајнот на топлинската пумпа. Тековните перформанси значително еволуираа во последните 15 години, поттикнати од новите достигнувања во технологијата на компресорите, дизајнот на разменувачот на топлина и подобрениот проток и контрола на течноста за ладење.

Топлински пумпи со една брзина и променлива брзина

Од особена важност кога се размислува за ефикасноста е улогата на новите дизајни на компресорите во подобрувањето на сезонските перформанси. Вообичаено, единиците кои работат на минималните пропишани SEER и HSPF се карактеризираат со топлински пумпи со една брзина. Сега се достапни топлински пумпи со извор на воздух со променлива брзина, кои се дизајнирани да го менуваат капацитетот на системот за поблиску да одговараат на побарувачката за греење/ладење на куќата во даден момент. Ова помага да се одржи максималната ефикасност во секое време, вклучително и при поблаги услови кога има помала побарувачка на системот.

Во поново време, на пазарот беа претставени топлински пумпи со извор на воздух кои се подобро прилагодени да работат во студената канадска клима. Овие системи, честопати наречени топлински пумпи за ладна клима, комбинираат компресори со променлив капацитет со подобрени дизајни и контроли на разменувачи на топлина за да го максимизираат капацитетот за греење при поладни температури на воздухот, додека одржуваат висока ефикасност при поблаги услови. Овие типови системи обично имаат повисоки вредности на SEER и HSPF, при што некои системи достигнуваат SEER до 42, а HSPF се приближуваат до 13.

Скали за сертификација, стандарди и рејтинг

Канадското здружение за стандарди (CSA) моментално ги потврдува сите топлински пумпи за електрична безбедност. Стандардот за изведба ги специфицира тестовите и условите за тестирање при кои се одредуваат капацитетите и ефикасноста на топлинската пумпа за греење и ладење. Стандардите за тестирање на перформансите за топлинските пумпи со извор на воздух се CSA C656, кој (од 2014 година) е усогласен со ANSI/AHRI 210/240-2008, рејтинг на изведба на унитарна климатизација и опрема за топлинска пумпа со извор на воздух. Исто така, го заменува CAN/CSA-C273.3-M91, стандард за изведба за централни климатизери и топлински пумпи со сплит-систем.

Размислувања за големината

За соодветна големина на системот за топлинска пумпа, важно е да ги разберете потребите за греење и ладење за вашиот дом. Се препорачува да се задржи стручно лице за греење и ладење за да ги преземе бараните пресметки. Товарите за греење и ладење треба да се одредат со користење на признат метод за димензионирање како што е CSA F280-12, „Одредување на потребниот капацитет на апаратите за греење и ладење на станбен простор“.

Димензионирањето на системот за топлинска пумпа треба да се направи според климата, оптоварувањето на зградата за греење и ладење и целите на вашата инсталација (на пр., максимизирање на заштедата на енергија за греење наспроти поместување на постоечки систем во одредени периоди од годината). За да помогне во овој процес, NRCan разви Водич за големина и избор на топлинска пумпа со извор на воздух. Овој водич, заедно со придружната софтверска алатка, е наменет за енергетски советници и механички дизајнери и е слободно достапен за да обезбеди насоки за соодветната големина.

Ако топлинската пумпа е мала, ќе забележите дека дополнителното греење ќе се користи почесто. Иако недоволно големиот систем сè уште ќе работи ефикасно, можеби нема да ги добиете очекуваните заштеди на енергија поради големата употреба на дополнителен систем за греење.

Исто така, ако топлинската пумпа е преголема, саканата заштеда на енергија може да не се реализира поради неефикасното работење при поблаги услови. Додека дополнителниот систем за греење работи поретко, при потопли амбиентални услови, топлинската пумпа произведува премногу топлина, а единицата се вклучува и исклучува што доведува до непријатност, абење на топлинската пумпа и искористување на електрична енергија во мирување. Затоа е важно добро да се разбере оптоварувањето со греење и кои се карактеристиките на работа на топлинската пумпа за да се постигне оптимална заштеда на енергија.

Други критериуми за избор

Освен големината, треба да се земат предвид неколку дополнителни фактори на изведба:

• HSPF: Изберете единица со толку висок HSPF што е практично. За единици со споредливи рејтинзи на HSPF, проверете ги нивните оценки за стабилна состојба на -8,3°C, оценка за ниска температура. Единицата со повисока вредност ќе биде најефикасна во повеќето региони во Канада.
• Одмрзнување: Изберете единица со контрола на барање-одмрзнување. Ова ги минимизира циклусите на одмрзнување, што ја намалува употребата на дополнителната енергија и енергијата на топлинската пумпа.
• Оцена на звук: Звукот се мери во единици наречени децибели (dB). Колку е помала вредноста, толку е помала моќноста на звукот што ја емитува надворешната единица. Колку е повисоко нивото на децибели, толку е погласен шумот. Повеќето топлински пумпи имаат рејтинг на звук од 76 dB или помал.

Размислувања за инсталација

Топлинските пумпи со извор на воздух треба да ги инсталира квалификуван изведувач. Консултирајте се со локален професионалец за греење и ладење за големината, инсталирањето и одржувањето на вашата опрема за да обезбедите ефикасно и доверливо работење. Ако сакате да имплементирате топлинска пумпа за замена или дополнување на вашата централна печка, треба да знаете дека топлинските пумпи генерално работат со поголем проток на воздух од системите на печката. Во зависност од големината на вашата нова топлинска пумпа, можеби ќе бидат потребни некои модификации на каналот за да се избегне дополнителна бучава и употреба на енергија од вентилаторот. Вашиот изведувач ќе може да ви даде насоки за вашиот конкретен случај.

Трошоците за инсталирање топлинска пумпа со извор на воздух зависат од типот на системот, целите на вашиот дизајн и секоја постоечка опрема за греење и канали во вашиот дом. Во некои случаи, може да бидат потребни дополнителни модификации на каналот или електричните услуги за поддршка на вашата нова инсталација на топлинска пумпа.

Оперативни размислувања

Треба да обрнете внимание на неколку важни работи кога работите со топлинската пумпа:

• Оптимизирајте ги поставките за топлинска пумпа и дополнителни системски точки. Ако имате електричен дополнителен систем (на пр. плинтуси или елементи за отпор во каналот), не заборавајте да користите пониска поставена температура за вашиот дополнителен систем. Ова ќе ви помогне да го максимизирате количеството на греење што топлинската пумпа го обезбедува за вашиот дом, намалувајќи ја потрошувачката на енергија и сметките за комунални услуги. Се препорачува зададена точка од 2°C до 3°C под зададената точка на температурата на греењето на топлинската пумпа. Консултирајте се со вашиот изведувач за инсталација за оптималната поставена точка за вашиот систем.
• Поставете за ефикасно одмрзнување. Можете да ја намалите потрошувачката на енергија со поставување на системот да го исклучува внатрешниот вентилатор за време на циклусите на одмрзнување. Ова може да го изврши вашиот инсталатер. Сепак, важно е да се забележи дека одмрзнувањето може да потрае малку подолго со ова поставување.
• Минимизирајте ги температурните падови. Топлинските пумпи имаат побавен одговор од системите со печки, така што тие потешко реагираат на длабоки температурни неуспеси. Треба да се користат умерени неуспеси од не повеќе од 2°C или треба да се користи „паметен“ термостат што рано го вклучува системот, во очекување на закрепнување од неуспехот. Повторно, консултирајте се со вашиот изведувач за инсталација за оптималната температура на враќање за вашиот систем.
• Оптимизирајте ја насоката на протокот на воздух. Ако имате внатрешна единица монтирана на ѕид, размислете за прилагодување на насоката на протокот на воздух за да ја максимизирате вашата удобност. Повеќето производители препорачуваат насочување на протокот на воздух надолу при загревање и кон патниците кога се ладат.
• Оптимизирајте ги поставките на вентилаторот. Исто така, не заборавајте да ги приспособите поставките на вентилаторот за да ја максимизирате удобноста. За да ја максимизирате топлината што се испорачува на топлинската пумпа, се препорачува да ја поставите брзината на вентилаторот на висока или „Auto“. При ладење, за да се подобри и одвлажнувањето, се препорачува „ниската“ брзина на вентилаторот.

Размислувања за одржување

Правилното одржување е од клучно значење за да се осигура дека вашата топлинска пумпа работи ефикасно, сигурно и има долг работен век. Треба да имате квалификуван изведувач да врши годишно одржување на вашата единица за да се осигура дека сè е во добра работна состојба.

Покрај годишното одржување, постојат неколку едноставни работи што можете да ги направите за да обезбедите сигурни и ефикасни операции. Погрижете се да го менувате или чистите филтерот за воздух на секои 3 месеци, бидејќи затнатите филтри ќе го намалат протокот на воздух и ќе ја намалат ефикасноста на вашиот систем. Исто така, проверете дали отворите и регистрите за воздух во вашиот дом не се блокирани со мебел или теписон, бидејќи несоодветниот проток на воздух кон или од уредот може да го скрати животниот век на опремата и да ја намали ефикасноста на системот.

Оперативни трошоци

Заштедата на енергија од инсталирањето топлинска пумпа може да помогне да ги намалите вашите месечни сметки за енергија. Постигнувањето на намалување на вашите сметки за енергија во голема мера зависи од цената на електричната енергија во однос на другите горива, како што се природниот гас или маслото за греење, и, во апликациите за доградба, каков тип на систем се заменува.

Топлинските пумпи генерално имаат повисока цена во споредба со другите системи како што се печки или електрични плинтуси поради бројот на компоненти во системот. Во некои региони и случаи, овој дополнителен трошок може да се надомести за релативно краток временски период преку заштедите на комуналните трошоци. Меѓутоа, во други региони, различни стапки за комунални услуги може да го продолжат овој период. Важно е да работите со вашиот изведувач или советник за енергија за да добиете проценка на економичноста на топлинските пумпи во вашата област и потенцијалните заштеди што можете да ги постигнете.

Очекуван животен век и гаранции

Топлинските пумпи со извор на воздух имаат работен век од 15 до 20 години. Компресорот е критична компонента на системот.

Повеќето топлински пумпи се покриени со една година гаранција за делови и работна сила, и дополнителна гаранција од пет до десет години за компресорот (само за делови). Сепак, гаранциите се разликуваат помеѓу производителите, затоа проверете ги ситните букви.

Забелешка:

Некои од написите се преземени од Интернет. Доколку има некакво прекршување, ве молиме контактирајте не за да го избришете. Ако сте интересни за производите на топлинска пумпа, слободно контактирајте со компанијата за топлинска пумпа OSB, ние сме вашиот најдобар избор.