Principiul de funcționare al pompelor de căldură în climă rece
Pompa de căldură cu sursă de aer este cel mai comun tip de tehnologie de pompă de căldură.Aceste sisteme folosesc aerul ambiental din exteriorul clădirii ca sursă de căldură sau radiator.
Pompa de căldură funcționează în modul de răcire folosind același proces ca și aerul condiționat.Dar în modul de încălzire, sistemul folosește aer extern pentru a încălzi agentul frigorific.Pompa de căldură comprimă agentul frigorific pentru a produce gaz mai fierbinte.Energia termică se deplasează în interiorul clădirii și este eliberată prin unitățile interioare (sau prin sisteme de conducte, în funcție de structura sistemului).
O pompă de căldură într-un climat rece vă va ține de cald pe toată durata iernii.
Când agentul frigorific este semnificativ mai scăzut decât temperatura exterioară, pompa de căldură asigură o încălzire fiabilă.Pe vreme blândă, pompele de căldură din climă rece pot funcționa cu o eficiență de până la 400% – cu alte cuvinte, generează de patru ori mai mult energia consumată.
Desigur, cu cât vremea este mai rece, cu atât este mai greu pentru pompa de căldură să funcționeze pentru a furniza căldură.Sub un anumit prag de temperatură, eficiența sistemului va scădea.Dar asta nu înseamnă că pompele de căldură nu sunt potrivite pentru temperaturi sub punctul de îngheț.
Pompele de căldură pentru vreme rece (cunoscute și ca pompe de căldură cu temperatură ambientală scăzută) au caracteristici inovatoare care le permit să funcționeze eficient la temperaturi sub – 30 de grade.Aceste funcții includ:
Refrigerant pentru vreme rece
Toate pompele de căldură cu sursă de aer conțin agent frigorific, un compus care este mult mai rece decât aerul exterior.Pompele de căldură din zonele cu climă rece utilizează de obicei agenți frigorifici cu puncte de fierbere mai mici decât agenții frigorifici tradiționali pentru pompe de căldură.Acești agenți frigorifici pot continua să curgă prin sistem la temperaturi ambientale scăzute și pot absorbi mai multă căldură din aerul rece.
Design compresor
În ultimul deceniu, producătorii au adus îmbunătățiri compresoarelor pentru a reduce energia necesară pentru funcționare și pentru a îmbunătăți durabilitatea.Pompele de căldură din zonele cu climă rece folosesc de obicei compresoare variabile care își pot regla viteza în timp real.Compresoarele tradiționale cu viteză constantă sunt fie „pornite”, fie „oprite”, ceea ce nu este întotdeauna eficient.
Compresoarele variabile pot funcționa la un procent scăzut din viteza lor maximă pe vreme blândă și apoi pot comuta la viteze mai mari la temperaturi extreme.Aceste invertoare nu folosesc toate metodele sau nici una, ci extrag o cantitate adecvată de energie pentru a menține spațiul interior la o temperatură confortabilă.
Alte optimizări de inginerie
Deși toate pompele de căldură folosesc același proces de bază pentru a transfera energie, diverse îmbunătățiri de inginerie pot îmbunătăți eficiența acestui proces.Pompele de căldură pentru climă rece pot utiliza un debit redus de aer ambiental, o capacitate crescută a compresorului și o configurație îmbunătățită a ciclurilor de compresie.Atunci când dimensiunea sistemului este potrivită pentru aplicare, aceste tipuri de îmbunătățiri pot reduce considerabil costurile cu energia, chiar și în iarna rece din Nord-Est, unde pompele de căldură funcționează aproape întotdeauna.
Comparație între pompele de căldură și sistemele tradiționale de încălzire în climă rece
Eficiența încălzirii pompei de căldură este măsurată prin factorul de performanță al sezonului de încălzire (HSPF), care împarte puterea totală de încălzire în timpul sezonului de încălzire (măsurată în unități termice britanice sau BTU) la consumul total de energie în perioada respectivă (măsurată în kilowați). ore).Cu cât HSPF este mai mare, cu atât eficiența este mai bună.
Pompele de căldură în climă rece pot oferi HSPF de 10 sau mai mare – cu alte cuvinte, transmit mult mai multă energie decât consumă.În lunile de vară, pompa de căldură trece în regim de refrigerare și funcționează eficient (sau mai eficient) ca noua unitate de aer condiționat.
Pompele de căldură cu HSPF ridicate pot face față vremii reci.Pompele de căldură în climatele reci pot încă furniza căldură fiabilă la temperaturi sub -20 ° F, iar multe modele sunt 100% eficiente la temperaturi sub punctul de îngheț.Datorită faptului că pompele de căldură consumă mai puțină energie electrică pe vreme blândă, costurile lor de funcționare sunt mult mai mici în comparație cu sistemele tradiționale precum cuptoarele cu ardere și cazanele.Pentru proprietarii de clădiri, aceasta înseamnă economii semnificative în timp.
Acest lucru se datorează faptului că sistemele de aer forțat, cum ar fi cuptoarele cu gaz natural, trebuie să genereze căldură, mai degrabă decât să o transfere dintr-un loc în altul.Un cuptor nou-nouț de înaltă eficiență poate atinge o rată de utilizare a combustibilului de 98%, dar chiar și sistemele ineficiente cu pompă de căldură pot atinge o eficiență de 225% sau mai mare.
Ora postării: 17-apr-2023