Zasada działania pomp ciepła w zimnym klimacie
Powietrzna pompa ciepła jest najpowszechniejszym rodzajem technologii pomp ciepła.Systemy te wykorzystują powietrze z zewnątrz budynku jako źródło ciepła lub grzejnik.
Pompa ciepła działa w trybie chłodzenia, wykorzystując ten sam proces, co klimatyzacja.Jednak w trybie ogrzewania system wykorzystuje powietrze zewnętrzne do ogrzania czynnika chłodniczego.Pompa ciepła spręża czynnik chłodniczy, aby wytworzyć cieplejszy gaz.Energia cieplna przemieszcza się w budynku i jest uwalniana przez jednostki wewnętrzne (lub przez systemy rur, w zależności od struktury systemu).
Pompa ciepła w zimnym klimacie zapewni ciepło przez całą zimę.
Gdy czynnik chłodniczy jest znacznie niższy niż temperatura zewnętrzna, pompa ciepła zapewnia niezawodne ogrzewanie.Przy łagodnej pogodzie pompy ciepła w zimnym klimacie mogą pracować z wydajnością do 400% – innymi słowy, generują czterokrotnie więcej zużywanej energii.
Oczywiście im zimniejsza pogoda, tym trudniej jest pompie ciepła pracować, aby zapewnić ciepło.Poniżej pewnego progu temperatury wydajność systemu spadnie.Nie oznacza to jednak, że pompy ciepła nie nadają się do temperatur poniżej zera.
Zimowe pompy ciepła (zwane również niskotemperaturowymi pompami ciepła) mają innowacyjne funkcje, które umożliwiają im wydajną pracę w temperaturach poniżej – 30 stopni.Funkcje te obejmują:
Czynnik chłodniczy w niskich temperaturach
Wszystkie powietrzne pompy ciepła zawierają czynnik chłodniczy, który jest znacznie chłodniejszy niż powietrze zewnętrzne.Pompy ciepła w zimnym klimacie zazwyczaj wykorzystują czynniki chłodnicze o temperaturach wrzenia niższych niż tradycyjne czynniki chłodnicze pomp ciepła.Te czynniki chłodnicze mogą nadal przepływać przez system w niskich temperaturach otoczenia i pochłaniać więcej ciepła z zimnego powietrza.
Konstrukcja sprężarki
W ostatniej dekadzie producenci wprowadzali ulepszenia do sprężarek, aby zmniejszyć zużycie energii potrzebnej do działania i poprawić trwałość.Pompy ciepła w zimnym klimacie zazwyczaj wykorzystują sprężarki o zmiennej prędkości, które mogą regulować ich prędkość w czasie rzeczywistym.Tradycyjne sprężarki o stałej prędkości są albo „włączone”, albo „wyłączone”, co nie zawsze jest skuteczne.
Sprężarki o zmiennej prędkości mogą pracować z niskim procentem swojej maksymalnej prędkości przy łagodnej pogodzie, a następnie przełączać się na wyższe prędkości w ekstremalnych temperaturach.Inwertery te nie stosują ani wszystkich, ani żadnych metod, ale zamiast tego pobierają odpowiednią ilość energii, aby utrzymać komfortową temperaturę w pomieszczeniu.
Inne optymalizacje inżynierskie
Chociaż wszystkie pompy ciepła wykorzystują ten sam podstawowy proces przesyłania energii, różne udoskonalenia techniczne mogą poprawić efektywność tego procesu.Pompy ciepła do zimnego klimatu mogą wykorzystywać zmniejszony przepływ powietrza z otoczenia, zwiększoną wydajność sprężarki i ulepszoną konfigurację cykli sprężania.Gdy rozmiar systemu jest odpowiedni do zastosowania, tego typu ulepszenia mogą znacznie obniżyć koszty energii, nawet podczas mroźnej zimy na północnym wschodzie, gdzie pompy ciepła prawie zawsze pracują.
Porównanie pomp ciepła i tradycyjnych systemów grzewczych w zimnym klimacie
Efektywność ogrzewania z pompą ciepła jest mierzona za pomocą współczynnika wydajności sezonu grzewczego (HSPF), który dzieli całkowitą moc grzewczą w sezonie grzewczym (mierzoną w brytyjskich jednostkach termicznych lub BTU) przez całkowite zużycie energii w tym okresie (mierzone w kilowatach). godziny).Im wyższy HSPF, tym lepsza wydajność.
Pompy ciepła w zimnym klimacie mogą zapewnić współczynnik HSPF 10 lub wyższy – innymi słowy, przekazują znacznie więcej energii niż zużywają.W miesiącach letnich pompa ciepła przełącza się w tryb chłodzenia i pracuje wydajniej (lub wydajniej) jak nowy klimatyzator.
Pompy ciepła o wysokim HSPF radzą sobie z zimną pogodą.Pompy ciepła w zimnym klimacie mogą nadal zapewniać niezawodne ciepło w temperaturach poniżej -20 ° F, a wiele modeli jest w 100% wydajnych w temperaturach poniżej punktu zamarzania.Ze względu na to, że pompy ciepła zużywają mniej energii elektrycznej przy łagodnej pogodzie, ich koszty eksploatacji są znacznie niższe w porównaniu z tradycyjnymi systemami, takimi jak piece spalinowe i kotły.Dla właścicieli budynków oznacza to znaczne oszczędności w czasie.
Dzieje się tak, ponieważ systemy z wymuszonym obiegiem powietrza, takie jak piece na gaz ziemny, muszą generować ciepło, a nie przenosić je z jednego miejsca do drugiego.Zupełnie nowy wysokowydajny piec może osiągnąć stopień wykorzystania paliwa na poziomie 98%, ale nawet nieefektywne systemy pomp ciepła mogą osiągnąć sprawność 225% lub wyższą.
Czas postu: 17-04-2023