Ο κύριος περιορισμός των αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα είναι η σημαντική πτώση της απόδοσης όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες φτάσουν στο εύρος κατάψυξης.
Οι αντλίες θερμότητας αναδεικνύονται ως μια αποτελεσματική λύση για τη θέρμανση χώρων και τον κλιματισμό, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται σε συστήματα μεταβλητής ροής ψυκτικού. Μπορούν να ταιριάζουν με τα πιο αποτελεσματικά συστήματα κλιματισμού στη λειτουργία ψύξης και μπορούν να ανταγωνιστούν το χαμηλό κόστος θέρμανσης με καύση ενώ χρησιμοποιούν μόνο ηλεκτρική ενέργεια. Σε σύγκριση με ένα συμβατικό θερμαντήρα αντίστασης, μια αντλία θερμότητας επιτυγχάνει εξοικονόμηση από 40 έως 80 τοις εκατό, ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο και τις συνθήκες λειτουργίας.
Ενώ οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα ανταλλάσσουν θερμότητα απευθείας με τον εξωτερικό αέρα, οι αντλίες θερμότητας εδάφους εκμεταλλεύονται τη σταθερή υπόγεια θερμοκρασία για να επιτύχουν υψηλότερη απόδοση. Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή τιμή και τις πολύπλοκες εγκαταστάσεις ενός συστήματος εδάφους, οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα είναι η πιο κοινή επιλογή.
Ο κύριος περιορισμός των αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα είναι η σημαντική πτώση της απόδοσης όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες φτάσουν στο εύρος κατάψυξης. Οι μηχανικοί σχεδιασμού πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την επίδραση του τοπικού καιρού όταν καθορίζουν μια αντλία θερμότητας και να διασφαλίζουν ότι το σύστημα είναι εξοπλισμένο με επαρκή μέτρα για τις χαμηλότερες αναμενόμενες θερμοκρασίες.
Πώς το ακραίο κρύο επηρεάζει τις αντλίες θερμότητας πηγών αέρα;
Η κύρια πρόκληση όταν χρησιμοποιείτε μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα με θερμοκρασίες κατάψυξης είναι ο έλεγχος της συσσώρευσης πάγου στα εξωτερικά πηνία. Δεδομένου ότι η μονάδα αφαιρεί τη θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα που είναι ήδη κρύος, η υγρασία μπορεί εύκολα να συγκεντρωθεί και να παγώσει στην επιφάνεια των πηνίων της.
Αν και ο κύκλος απόψυξης της αντλίας θερμότητας μπορεί να λιώσει τον πάγο στα εξωτερικά πηνία, η μονάδα δεν μπορεί να προσφέρει θέρμανση χώρου όσο διαρκεί ο κύκλος. Καθώς οι εξωτερικές θερμοκρασίες πέφτουν, η αντλία θερμότητας πρέπει να εισέρχεται στον κύκλο απόψυξης πιο συχνά για να αντισταθμίσει το σχηματισμό πάγου και αυτό περιορίζει τη θερμότητα που παρέχεται στους εσωτερικούς χώρους.
Δεδομένου ότι οι αντλίες θερμότητας εδάφους δεν ανταλλάσσουν θερμότητα με τον εξωτερικό αέρα, δεν επηρεάζονται σχετικά από τις χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, απαιτούν ανασκαφές που μπορεί να είναι δύσκολο να εκτελεστούν κάτω από υπάρχοντα κτίρια, ειδικά εκείνα σε πολυσύχναστες αστικές περιοχές.
Καθορισμός αντλιών θερμότητας πηγών αέρα για κρύο καιρό
Όταν χρησιμοποιείτε αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα με θερμοκρασίες κατάψυξης, υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι αντιστάθμισης της απώλειας θέρμανσης κατά τη διάρκεια των κύκλων απόψυξης:
Προσθήκη εφεδρικού συστήματος θέρμανσης, συνήθως καυστήρα αερίου ή ηλεκτρική αντίσταση.
Καθορισμός αντλίας θερμότητας με ενσωματωμένα μέτρα κατά της συσσώρευσης παγετού.
Τα εφεδρικά συστήματα θέρμανσης για αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα είναι μια απλή λύση, αλλά τείνουν να αυξάνουν το κόστος ιδιοκτησίας του συστήματος. Οι εκτιμήσεις σχεδιασμού αλλάζουν ανάλογα με τον τύπο της εφεδρικής θέρμανσης που καθορίζεται:
Ένας θερμαντήρας ηλεκτρικής αντίστασης λειτουργεί με την ίδια πηγή ενέργειας με την αντλία θερμότητας. Ωστόσο, αντλεί περισσότερο ρεύμα για ένα δεδομένο φορτίο θέρμανσης, απαιτώντας αυξημένη χωρητικότητα καλωδίωσης. Η συνολική απόδοση του συστήματος πέφτει επίσης, καθώς η θέρμανση με αντίσταση είναι πολύ λιγότερο αποδοτική από τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας.
Ένας καυστήρας αερίου επιτυγχάνει πολύ χαμηλότερο κόστος λειτουργίας από έναν θερμαντήρα αντίστασης. Ωστόσο, απαιτεί παροχή αερίου και σύστημα εξάτμισης, αυξάνοντας το κόστος της εγκατάστασης.
Όταν ένα σύστημα αντλίας θερμότητας χρησιμοποιεί εφεδρική θέρμανση, μια συνιστώμενη πρακτική είναι η ρύθμιση του θερμοστάτη σε μέτρια θερμοκρασία. Αυτό ελαχιστοποιεί τη συχνότητα του κύκλου απόψυξης και τον χρόνο λειτουργίας του εφεδρικού συστήματος θέρμανσης, μειώνοντας τη συνολική κατανάλωση ενέργειας.
Αντλίες θερμότητας με ενσωματωμένα μέτρα κατά του κρύου καιρού
Οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα από κορυφαίους κατασκευαστές χαρακτηρίζονται συνήθως για εξωτερικές θερμοκρασίες έως -4°F. Ωστόσο, όταν οι μονάδες βελτιώνονται με μέτρα για το κρύο, το εύρος λειτουργίας τους μπορεί να εκτείνεται κάτω από -10°F ή ακόμα και -20°F. Ακολουθούν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές αντλιών θερμότητας για τον μετριασμό των επιπτώσεων του κύκλου απόψυξης:
Ορισμένοι κατασκευαστές περιλαμβάνουν συσσωρευτές θερμότητας, οι οποίοι μπορούν να συνεχίσουν να παρέχουν θερμότητα όταν η αντλία θερμότητας εισέλθει στον κύκλο απόψυξης.
Υπάρχουν επίσης διαμορφώσεις αντλιών θερμότητας όπου μία από τις γραμμές ζεστού ψυκτικού μέσου κυκλοφορεί μέσω της εξωτερικής μονάδας για να βοηθήσει στην αποφυγή παγώματος. Ο κύκλος απόψυξης ενεργοποιείται μόνο όταν αυτό το φαινόμενο θέρμανσης δεν είναι αρκετό.
Όταν ένα σύστημα αντλίας θερμότητας χρησιμοποιεί πολλαπλές εξωτερικές μονάδες, μπορούν να προγραμματιστούν να εισέρχονται στον κύκλο απόψυξης διαδοχικά και όχι ταυτόχρονα. Με αυτόν τον τρόπο, το σύστημα δεν χάνει ποτέ την πλήρη θερμαντική του ικανότητα λόγω απόψυξης.
Οι εξωτερικές μονάδες μπορούν επίσης να εξοπλιστούν με περιβλήματα που προστατεύουν τη μονάδα από την άμεση χιονόπτωση. Με αυτόν τον τρόπο, η μονάδα πρέπει να αντιμετωπίζει μόνο τον πάγο που σχηματίζεται απευθείας στα πηνία.
Αν και αυτά τα μέτρα δεν εξαλείφουν εντελώς τον κύκλο απόψυξης, μπορούν να μειώσουν τον αντίκτυπό του στην απόδοση θέρμανσης. Για να επιτύχετε τα καλύτερα αποτελέσματα με ένα σύστημα αντλίας θερμότητας με πηγή αέρα, το πρώτο συνιστώμενο βήμα είναι η αξιολόγηση του τοπικού καιρού. Με αυτόν τον τρόπο, ένα κατάλληλο σύστημα μπορεί να καθοριστεί από την αρχή. που είναι απλούστερο και λιγότερο δαπανηρό από την αναβάθμιση μιας ακατάλληλης εγκατάστασης.
Συμπληρωματικά μέτρα για τη βελτίωση της απόδοσης της αντλίας θερμότητας
Η ύπαρξη ενός ενεργειακώς αποδοτικού συστήματος αντλίας θερμότητας μειώνει τα έξοδα θέρμανσης και ψύξης. Ωστόσο, το ίδιο το κτίριο μπορεί επίσης να σχεδιαστεί ώστε να ελαχιστοποιεί τις ανάγκες ψύξης κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και τις ανάγκες θέρμανσης κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Ένα κέλυφος κτιρίου με επαρκή μόνωση και αεροστεγανότητα ελαχιστοποιεί την ανάγκη για θέρμανση και ψύξη, σε σύγκριση με ένα κτίριο με κακή μόνωση και πολλές διαρροές αέρα.
Τα χειριστήρια εξαερισμού συμβάλλουν επίσης στην απόδοση θέρμανσης και ψύξης, προσαρμόζοντας τη ροή αέρα ανάλογα με τις ανάγκες του κτιρίου. Όταν τα συστήματα εξαερισμού λειτουργούν συνεχώς με πλήρη ροή αέρα, ο όγκος αέρα που πρέπει να ρυθμιστεί είναι υψηλότερος. Από την άλλη πλευρά, εάν ο εξαερισμός ρυθμίζεται ανάλογα με την πληρότητα, ο συνολικός όγκος αέρα που πρέπει να ρυθμιστεί είναι χαμηλότερος.
Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα διαμορφώσεων θέρμανσης και ψύξης που μπορούν να αναπτυχθούν σε κτίρια. Ωστόσο, το χαμηλότερο κόστος ιδιοκτησίας επιτυγχάνεται όταν η εγκατάσταση βελτιστοποιείται σύμφωνα με τις ανάγκες του κτιρίου.
Άρθρο του Michael Tobias
Παραπομπή: Tobias, M. (nd). Ενεργοποιήστε τα cookies. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Εάν θέλετε χωρίς προβλήματα με πρόβλημα χαμηλής απόδοσης σε χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος προϊόντων αντλίας θερμότητας, θα χαρούμε να σας παρουσιάσουμε τις αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα EVI! Αντί για την κανονική θερμοκρασία περιβάλλοντος από -7 έως 43 βαθμούς C, μπορούν να φτάσουν στο χαμηλότερο επίπεδο έως -25 βαθμούς Κελσίου. Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας για περισσότερες πληροφορίες!
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-16-2022