Θέρμανση και ψύξη με αντλία θερμότητας-Μέρος 1

Εισαγωγή

Εάν διερευνάτε επιλογές για τη θέρμανση και την ψύξη του σπιτιού σας ή τη μείωση των λογαριασμών ενέργειας, ίσως θελήσετε να σκεφτείτε ένα σύστημα αντλίας θερμότητας. Οι αντλίες θερμότητας είναι μια δοκιμασμένη και αξιόπιστη τεχνολογία στον Καναδά, ικανή να παρέχει έλεγχο άνεσης για το σπίτι σας όλο το χρόνο παρέχοντας θερμότητα το χειμώνα, ψύξη το καλοκαίρι και, σε ορισμένες περιπτώσεις, θέρμανση ζεστού νερού για το σπίτι σας.

Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να είναι μια εξαιρετική επιλογή σε μια ποικιλία εφαρμογών και τόσο για νέα σπίτια όσο και για μετασκευές υφιστάμενων συστημάτων θέρμανσης και ψύξης. Αποτελούν επίσης μια επιλογή κατά την αντικατάσταση των υπαρχόντων συστημάτων κλιματισμού, καθώς το πρόσθετο κόστος για τη μετάβαση από ένα σύστημα μόνο ψύξης σε μια αντλία θερμότητας είναι συχνά αρκετά χαμηλό. Δεδομένου του πλούτου διαφορετικών τύπων συστημάτων και επιλογών, μπορεί συχνά να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί εάν μια αντλία θερμότητας είναι η σωστή επιλογή για το σπίτι σας.

Εάν σκέφτεστε μια αντλία θερμότητας, πιθανότατα έχετε μια σειρά από ερωτήσεις, όπως:

• Τι τύποι αντλιών θερμότητας είναι διαθέσιμοι;
• Πόσο από τις ετήσιες ανάγκες μου σε θέρμανση και ψύξη μπορεί να παρέχει μια αντλία θερμότητας;
• Τι μέγεθος αντλίας θερμότητας χρειάζομαι για το σπίτι και την εφαρμογή μου;
• Πόσο κοστίζουν οι αντλίες θερμότητας σε σύγκριση με άλλα συστήματα και πόσο θα μπορούσα να εξοικονομήσω τον λογαριασμό ενέργειας μου;
• Θα χρειαστεί να κάνω πρόσθετες τροποποιήσεις στο σπίτι μου;
• Πόση συντήρηση θα απαιτήσει το σύστημα;

Αυτό το φυλλάδιο παρέχει σημαντικά στοιχεία για τις αντλίες θερμότητας για να σας βοηθήσει να είστε πιο ενημερωμένοι, βοηθώντας σας να κάνετε τη σωστή επιλογή για το σπίτι σας. Χρησιμοποιώντας αυτές τις ερωτήσεις ως οδηγό, αυτό το φυλλάδιο περιγράφει τους πιο συνηθισμένους τύπους αντλιών θερμότητας και συζητά τους παράγοντες που εμπλέκονται στην επιλογή, την εγκατάσταση, τη λειτουργία και τη συντήρηση μιας αντλίας θερμότητας.

Κοινό στο οποίο απευθύνεται

Αυτό το φυλλάδιο προορίζεται για ιδιοκτήτες σπιτιού που αναζητούν βασικές πληροφορίες σχετικά με τις τεχνολογίες αντλιών θερμότητας, προκειμένου να υποστηρίξουν τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σχετικά με την επιλογή και την ενσωμάτωση, τη λειτουργία και τη συντήρηση του συστήματος. Οι πληροφορίες που παρέχονται εδώ είναι γενικές και οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με την εγκατάσταση και τον τύπο του συστήματός σας. Αυτό το φυλλάδιο δεν πρέπει να αντικαταστήσει τη συνεργασία με εργολάβο ή σύμβουλο ενέργειας, ο οποίος θα διασφαλίσει ότι η εγκατάστασή σας ανταποκρίνεται στις ανάγκες και τους επιθυμητούς στόχους σας.

Σημείωση για τη διαχείριση ενέργειας στο σπίτι

Οι αντλίες θερμότητας είναι πολύ αποδοτικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης και μπορούν να μειώσουν σημαντικά το ενεργειακό σας κόστος. Θεωρώντας το σπίτι ως σύστημα, συνιστάται να ελαχιστοποιούνται οι απώλειες θερμότητας από το σπίτι σας από περιοχές όπως διαρροή αέρα (από ρωγμές, τρύπες), κακομονωμένους τοίχους, οροφές, παράθυρα και πόρτες.

Η αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων πρώτα μπορεί να σας επιτρέψει να χρησιμοποιήσετε μικρότερο μέγεθος αντλίας θερμότητας, μειώνοντας έτσι το κόστος εξοπλισμού της αντλίας θερμότητας και επιτρέποντας στο σύστημά σας να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά.

Ένας αριθμός δημοσιεύσεων που εξηγούν πώς να το κάνετε αυτό είναι διαθέσιμες από το Natural Resources Canada.

Τι είναι η αντλία θερμότητας και πώς λειτουργεί;

Οι αντλίες θερμότητας είναι μια δοκιμασμένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες, τόσο στον Καναδά όσο και παγκοσμίως, για την αποτελεσματική παροχή θέρμανσης, ψύξης και σε ορισμένες περιπτώσεις ζεστού νερού στα κτίρια. Στην πραγματικότητα, είναι πιθανό να αλληλεπιδράτε με την τεχνολογία αντλιών θερμότητας σε καθημερινή βάση: τα ψυγεία και τα κλιματιστικά λειτουργούν χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές και τεχνολογία. Αυτή η ενότητα παρουσιάζει τα βασικά για το πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας και εισάγει διαφορετικούς τύπους συστημάτων.

Βασικές έννοιες αντλίας θερμότητας

Μια αντλία θερμότητας είναι μια ηλεκτρικά κινούμενη συσκευή που εξάγει θερμότητα από ένα μέρος χαμηλής θερμοκρασίας (μια πηγή) και την παραδίδει σε ένα μέρος υψηλότερης θερμοκρασίας (έναν νεροχύτη).

Για να κατανοήσετε αυτή τη διαδικασία, σκεφτείτε μια βόλτα με ποδήλατο πάνω από έναν λόφο: Δεν απαιτείται προσπάθεια για να πάτε από την κορυφή του λόφου στο κάτω μέρος, καθώς το ποδήλατο και ο αναβάτης θα μετακινηθούν φυσικά από ένα ψηλό μέρος σε ένα χαμηλότερο. Ωστόσο, η ανηφόρα στο λόφο απαιτεί πολύ περισσότερη δουλειά, καθώς το ποδήλατο κινείται αντίθετα με τη φυσική κατεύθυνση της κίνησης.

Με παρόμοιο τρόπο, η θερμότητα ρέει φυσικά από μέρη με υψηλότερη θερμοκρασία σε τοποθεσίες με χαμηλότερες θερμοκρασίες (π.χ. το χειμώνα, η θερμότητα από το εσωτερικό του κτιρίου χάνεται προς τα έξω). Μια αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί πρόσθετη ηλεκτρική ενέργεια για να αντιμετωπίσει τη φυσική ροή της θερμότητας και αντλεί την ενέργεια που είναι διαθέσιμη σε ένα πιο κρύο μέρος σε ένα πιο ζεστό.

Πώς λοιπόν μια αντλία θερμότητας θερμαίνει ή δροσίζει το σπίτι σας; Καθώς η ενέργεια εξάγεται από μια πηγή, η θερμοκρασία της πηγής μειώνεται. Εάν το σπίτι χρησιμοποιείται ως πηγή, η θερμική ενέργεια θα αφαιρεθεί, δροσίζοντας αυτόν τον χώρο. Έτσι λειτουργεί μια αντλία θερμότητας στη λειτουργία ψύξης και είναι η ίδια αρχή που χρησιμοποιούν τα κλιματιστικά και τα ψυγεία. Ομοίως, καθώς προστίθεται ενέργεια σε ένα νεροχύτη, η θερμοκρασία του αυξάνεται. Εάν το σπίτι χρησιμοποιείται ως νεροχύτης, θα προστεθεί θερμική ενέργεια, θερμαίνοντας τον χώρο. Μια αντλία θερμότητας είναι πλήρως αναστρέψιμη, που σημαίνει ότι μπορεί να ζεστάνει και να δροσίσει το σπίτι σας, παρέχοντας άνεση όλο το χρόνο.

Πηγές και νεροχύτες για αντλίες θερμότητας

Η επιλογή της πηγής και του νεροχύτη για το σύστημα αντλίας θερμότητας συμβάλλει σημαντικά στον καθορισμό της απόδοσης, του κόστους κεφαλαίου και του λειτουργικού κόστους του συστήματός σας. Αυτή η ενότητα παρέχει μια σύντομη επισκόπηση των κοινών πηγών και καταβόθρων για οικιακές εφαρμογές στον Καναδά.

Πηγές: Δύο πηγές θερμικής ενέργειας χρησιμοποιούνται συχνότερα για τη θέρμανση κατοικιών με αντλίες θερμότητας στον Καναδά:

• Πηγή αέρα: Η αντλία θερμότητας αντλεί θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης και απορρίπτει τη θερμότητα έξω κατά τη θερινή περίοδο ψύξης.
• Μπορεί να προκαλεί έκπληξη να γνωρίζουμε ότι ακόμη και όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες είναι χαμηλές, εξακολουθεί να είναι διαθέσιμη αρκετή ενέργεια που μπορεί να εξαχθεί και να παραδοθεί στο κτίριο. Για παράδειγμα, η θερμική περιεκτικότητα του αέρα στους -18°C ισοδυναμεί με το 85% της θερμότητας που περιέχεται στους 21°C. Αυτό επιτρέπει στην αντλία θερμότητας να παρέχει αρκετή θέρμανση, ακόμη και σε πιο κρύο καιρό.
• Τα συστήματα πηγών αέρα είναι τα πιο κοινά στην καναδική αγορά, με πάνω από 700.000 εγκατεστημένες μονάδες σε ολόκληρο τον Καναδά.
• Αυτός ο τύπος συστήματος συζητείται λεπτομερέστερα στην ενότητα Αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα.
• Πηγή εδάφους: Μια αντλία θερμότητας εδάφους χρησιμοποιεί τη γη, το υπόγειο νερό ή και τα δύο ως πηγή θερμότητας το χειμώνα και ως δεξαμενή για την απόρριψη θερμότητας που απομακρύνεται από το σπίτι το καλοκαίρι.
• Αυτές οι αντλίες θερμότητας είναι λιγότερο κοινές από τις μονάδες πηγών αέρα, αλλά χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλες τις επαρχίες του Καναδά. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι ότι δεν υπόκεινται σε ακραίες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, χρησιμοποιώντας το έδαφος ως πηγή σταθερής θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα τον πιο ενεργειακά αποδοτικό τύπο συστήματος αντλίας θερμότητας.
• Αυτός ο τύπος συστήματος συζητείται με περισσότερες λεπτομέρειες στην ενότητα Αντλίες θερμότητας εδάφους-πηγής.

Νεροχύτες: Δύο νεροχύτες για θερμική ενέργεια χρησιμοποιούνται πιο συχνά για τη θέρμανση κατοικιών με αντλίες θερμότητας στον Καναδά:

• Ο εσωτερικός αέρας θερμαίνεται από την αντλία θερμότητας. Αυτό μπορεί να γίνει μέσω: Το νερό μέσα στο κτίριο θερμαίνεται. Αυτό το νερό μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την εξυπηρέτηση των τερματικών συστημάτων όπως καλοριφέρ, ακτινοβόλο δάπεδο ή μονάδες fan coil μέσω ενός υδρονικού συστήματος.
  • Ένα σύστημα κεντρικά αεραγωγού ή
  • Μια εσωτερική μονάδα χωρίς αγωγούς, όπως μια επιτοίχια μονάδα.

Εισαγωγή στην Απόδοση Αντλίας Θερμότητας

Οι φούρνοι και οι λέβητες παρέχουν θέρμανση χώρου προσθέτοντας θερμότητα στον αέρα μέσω της καύσης ενός καυσίμου όπως το φυσικό αέριο ή το πετρέλαιο θέρμανσης. Ενώ οι αποδόσεις βελτιώνονται συνεχώς, παραμένουν κάτω από το 100%, που σημαίνει ότι δεν χρησιμοποιείται όλη η διαθέσιμη ενέργεια από την καύση για τη θέρμανση του αέρα.

Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν με διαφορετική αρχή. Η ηλεκτρική ενέργεια που εισέρχεται στην αντλία θερμότητας χρησιμοποιείται για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας μεταξύ δύο θέσεων. Αυτό επιτρέπει στην αντλία θερμότητας να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, με τυπικές αποδόσεις

100%, δηλαδή παράγεται περισσότερη θερμική ενέργεια από την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την άντλησή της.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η απόδοση της αντλίας θερμότητας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις θερμοκρασίες της πηγής και του νεροχύτη. Ακριβώς όπως ένας πιο απότομος λόφος απαιτεί περισσότερη προσπάθεια για να σκαρφαλώσει με ένα ποδήλατο, οι μεγαλύτερες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ της πηγής και του νεροχύτη της αντλίας θερμότητας απαιτούν να δουλέψει σκληρότερα και μπορεί να μειώσει την απόδοση. Ο καθορισμός του σωστού μεγέθους αντλίας θερμότητας για τη μεγιστοποίηση της εποχιακής απόδοσης είναι κρίσιμος. Αυτές οι πτυχές συζητούνται λεπτομερέστερα στις ενότητες Αντλίες θερμότητας Αέρα και Αντλίες Θερμότητας Επίγειας Πηγής.

Ορολογία αποτελεσματικότητας

Μια ποικιλία μετρήσεων απόδοσης χρησιμοποιούνται στους καταλόγους κατασκευαστών, γεγονός που μπορεί να κάνει την κατανόηση της απόδοσης του συστήματος κάπως συγκεχυμένη για έναν πρώτο αγοραστή. Ακολουθεί μια ανάλυση ορισμένων όρων απόδοσης που χρησιμοποιούνται συνήθως:

Μετρήσεις σταθερής κατάστασης: Αυτά τα μέτρα περιγράφουν την απόδοση της αντλίας θερμότητας σε «σταθερή κατάσταση», δηλαδή χωρίς πραγματικές διακυμάνσεις στην εποχή και τη θερμοκρασία. Ως εκ τούτου, η τιμή τους μπορεί να αλλάξει σημαντικά καθώς αλλάζουν οι θερμοκρασίες πηγής και νεροχύτη και άλλες λειτουργικές παράμετροι. Οι μετρήσεις σταθερής κατάστασης περιλαμβάνουν:

Συντελεστής Απόδοσης (COP): Ο COP είναι μια αναλογία μεταξύ του ρυθμού με τον οποίο η αντλία θερμότητας μεταφέρει θερμική ενέργεια (σε kW) και της ποσότητας ηλεκτρικής ισχύος που απαιτείται για την άντληση (σε kW). Για παράδειγμα, εάν μια αντλία θερμότητας χρησιμοποιούσε 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας για να μεταφέρει 3 kW θερμότητας, το COP θα ήταν 3.

Αναλογία ενεργειακής απόδοσης (EER): Το EER είναι παρόμοιο με το COP και περιγράφει την απόδοση ψύξης σε σταθερή κατάσταση μιας αντλίας θερμότητας. Καθορίζεται διαιρώντας την ικανότητα ψύξης της αντλίας θερμότητας σε Btu/h με την ηλεκτρική ενέργεια που εισέρχεται σε Watt (W) σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το EER συνδέεται αυστηρά με την περιγραφή της απόδοσης ψύξης σε σταθερή κατάσταση, σε αντίθεση με το COP που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει την απόδοση μιας αντλίας θερμότητας στη θέρμανση καθώς και στην ψύξη.

Μετρήσεις εποχικής απόδοσης: Αυτά τα μέτρα έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν καλύτερη εκτίμηση της απόδοσης σε μια περίοδο θέρμανσης ή ψύξης, ενσωματώνοντας τις «πραγματικές» διακυμάνσεις των θερμοκρασιών σε όλη την εποχή.

Οι εποχικές μετρήσεις περιλαμβάνουν:

• Συντελεστής Εποχικής Απόδοσης Θέρμανσης (HSPF): Ο HSPF είναι ο λόγος της ενέργειας που αποδίδει η αντλία θερμότητας στο κτίριο κατά τη διάρκεια της πλήρους περιόδου θέρμανσης (σε Btu), προς τη συνολική ενέργεια (σε Watthours) που καταναλώνει την ίδια περίοδο.

Τα χαρακτηριστικά καιρικών δεδομένων των μακροπρόθεσμων κλιματικών συνθηκών χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση της περιόδου θέρμανσης στον υπολογισμό του HSPF. Ωστόσο, αυτός ο υπολογισμός συνήθως περιορίζεται σε μια μεμονωμένη περιοχή και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύει πλήρως την απόδοση σε ολόκληρο τον Καναδά. Ορισμένοι κατασκευαστές μπορούν να παρέχουν HSPF για άλλη κλιματική περιοχή κατόπιν αιτήματος. Ωστόσο, συνήθως αναφέρονται HSPF για την Περιοχή 4, που αντιπροσωπεύουν κλίματα παρόμοια με τις Μεσοδυτικές ΗΠΑ. Η περιοχή 5 θα κάλυπτε το μεγαλύτερο μέρος του νότιου μισού των επαρχιών του Καναδά, από το εσωτερικό της π.Χ. έως το New BrunswickFootnote1.

• Εποχιακός λόγος ενεργειακής απόδοσης (SEER): Το SEER μετρά την απόδοση ψύξης της αντλίας θερμότητας καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου ψύξης. Καθορίζεται διαιρώντας τη συνολική ψύξη που παρέχεται κατά τη διάρκεια της περιόδου ψύξης (σε Btu) με τη συνολική ενέργεια που χρησιμοποιείται από την αντλία θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου (σε Watt-hours). Το SEER βασίζεται σε κλίμα με μέση καλοκαιρινή θερμοκρασία 28°C.

Σημαντική ορολογία για συστήματα αντλιών θερμότητας

Ακολουθούν ορισμένοι κοινοί όροι που μπορεί να συναντήσετε κατά τη διερεύνηση των αντλιών θερμότητας.

Εξαρτήματα συστήματος αντλίας θερμότητας

Το ψυκτικό είναι το υγρό που κυκλοφορεί μέσω της αντλίας θερμότητας, απορροφώντας, μεταφέροντας και απελευθερώνοντας εναλλάξ θερμότητα. Ανάλογα με τη θέση του, το ρευστό μπορεί να είναι υγρό, αέριο ή μείγμα αερίων/ατμών

Η βαλβίδα αναστροφής ελέγχει την κατεύθυνση ροής του ψυκτικού στην αντλία θερμότητας και αλλάζει την αντλία θερμότητας από λειτουργία θέρμανσης σε λειτουργία ψύξης ή αντίστροφα.

Ένα πηνίο είναι ένας βρόχος, ή βρόχοι, σωλήνων όπου λαμβάνει χώρα η μεταφορά θερμότητας μεταξύ της πηγής/νεροχύτη και του ψυκτικού μέσου. Η σωλήνωση μπορεί να έχει πτερύγια για την αύξηση της διαθέσιμης επιφάνειας για ανταλλαγή θερμότητας.

Ο εξατμιστής είναι ένα πηνίο στο οποίο το ψυκτικό απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον του και βράζει για να γίνει ατμός χαμηλής θερμοκρασίας. Καθώς το ψυκτικό περνά από τη βαλβίδα αναστροφής στον συμπιεστή, ο συσσωρευτής συλλέγει τυχόν περίσσεια υγρού που δεν εξατμίστηκε σε αέριο. Ωστόσο, δεν έχουν όλες οι αντλίες θερμότητας συσσωρευτή.

Ο συμπιεστής συμπιέζει τα μόρια του ψυκτικού αερίου μεταξύ τους, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου. Αυτή η συσκευή βοηθά στη μεταφορά θερμικής ενέργειας μεταξύ της πηγής και του νεροχύτη.

Ο συμπυκνωτής είναι ένα πηνίο στο οποίο το ψυκτικό εκπέμπει θερμότητα στο περιβάλλον του και γίνεται υγρό.

Η συσκευή εκτόνωσης μειώνει την πίεση που δημιουργείται από τον συμπιεστή. Αυτό προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας και το ψυκτικό μετατρέπεται σε μίγμα ατμών/υγρού χαμηλής θερμοκρασίας.

Η εξωτερική μονάδα είναι όπου η θερμότητα μεταφέρεται προς/από τον εξωτερικό αέρα σε μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα. Αυτή η μονάδα περιέχει γενικά ένα πηνίο εναλλάκτη θερμότητας, τον συμπιεστή και τη βαλβίδα εκτόνωσης. Εμφανίζεται και λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως το εξωτερικό τμήμα ενός κλιματιστικού.

Το πηνίο εσωτερικού χώρου είναι το σημείο όπου η θερμότητα μεταφέρεται προς/από τον εσωτερικό αέρα σε ορισμένους τύπους αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα. Γενικά, η εσωτερική μονάδα περιέχει ένα πηνίο εναλλάκτη θερμότητας και μπορεί επίσης να περιλαμβάνει έναν πρόσθετο ανεμιστήρα για την κυκλοφορία του θερμού ή ψυχρού αέρα στον κατειλημμένο χώρο.

Το Plenum, που εμφανίζεται μόνο σε εγκαταστάσεις με αγωγούς, είναι μέρος του δικτύου διανομής αέρα. Το Plenum είναι ένα διαμέρισμα αέρα που αποτελεί μέρος του συστήματος για τη διανομή θερμαινόμενου ή ψυχρού αέρα μέσα στο σπίτι. Γενικά είναι ένα μεγάλο διαμέρισμα ακριβώς πάνω ή γύρω από τον εναλλάκτη θερμότητας.

Άλλοι Όροι

Μονάδες μέτρησης χωρητικότητας ή χρήσης ισχύος:

• Μια Btu/h, ή βρετανική θερμική μονάδα ανά ώρα, είναι μια μονάδα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της απόδοσης θερμότητας ενός συστήματος θέρμανσης. Ένα Btu είναι η ποσότητα θερμικής ενέργειας που εκπέμπεται από ένα τυπικό κερί γενεθλίων. Εάν αυτή η θερμική ενέργεια απελευθερωνόταν κατά τη διάρκεια μιας ώρας, θα ισοδυναμούσε με ένα Btu/h.
• Ένα kW, ή κιλοβάτ, είναι ίσο με 1000 Watt. Αυτή είναι η ποσότητα ισχύος που απαιτείται από δέκα λαμπτήρες 100 Watt.
• Ένας τόνος είναι ένα μέτρο της χωρητικότητας της αντλίας θερμότητας. Ισοδυναμεί με 3,5 kW ή 12 000 Btu/h.

Αντλίες θερμότητας πηγών αέρα

Οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα χρησιμοποιούν τον εξωτερικό αέρα ως πηγή θερμικής ενέργειας στη λειτουργία θέρμανσης και ως καταβόθρα για την απόρριψη ενέργειας όταν βρίσκονται σε λειτουργία ψύξης. Αυτοί οι τύποι συστημάτων μπορούν γενικά να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες:

Αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα. Αυτές οι μονάδες θερμαίνουν ή ψύχουν τον αέρα μέσα στο σπίτι σας και αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειοψηφία των ενσωματώσεων αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα στον Καναδά. Μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω ανάλογα με τον τύπο εγκατάστασης:

• Αγωγός: Το εσωτερικό πηνίο της αντλίας θερμότητας βρίσκεται σε έναν αγωγό. Ο αέρας θερμαίνεται ή ψύχεται περνώντας πάνω από το πηνίο, προτού διανεμηθεί μέσω του αγωγού σε διαφορετικά σημεία του σπιτιού.
• Ductless: Το εσωτερικό πηνίο της αντλίας θερμότητας βρίσκεται σε μια εσωτερική μονάδα. Αυτές οι εσωτερικές μονάδες βρίσκονται γενικά στο δάπεδο ή στον τοίχο ενός κατειλημμένου χώρου και θερμαίνουν ή ψύχουν απευθείας τον αέρα σε αυτόν τον χώρο. Μεταξύ αυτών των μονάδων, μπορείτε να δείτε τους όρους mini- και multi-split:
  • Mini-Split: Μια ενιαία εσωτερική μονάδα βρίσκεται μέσα στο σπίτι, που εξυπηρετείται από μια ενιαία εξωτερική μονάδα.
  • Multi-Split: Πολλές εσωτερικές μονάδες βρίσκονται στο σπίτι και εξυπηρετούνται από μία μόνο εξωτερική μονάδα.

Τα συστήματα αέρα-αέρα είναι πιο αποτελεσματικά όταν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού είναι μικρότερη. Εξαιτίας αυτού, οι αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα γενικά προσπαθούν να βελτιστοποιήσουν την απόδοσή τους παρέχοντας υψηλότερο όγκο θερμού αέρα και θερμαίνοντας αυτόν τον αέρα σε χαμηλότερη θερμοκρασία (συνήθως μεταξύ 25 και 45°C). Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα συστήματα κλιβάνων, τα οποία παρέχουν μικρότερο όγκο αέρα, αλλά θερμαίνουν αυτόν τον αέρα σε υψηλότερες θερμοκρασίες (μεταξύ 55°C και 60°C). Εάν αλλάζετε αντλία θερμότητας από φούρνο, μπορεί να το παρατηρήσετε όταν αρχίσετε να χρησιμοποιείτε τη νέα αντλία θερμότητας.

Αντλίες θερμότητας αέρα-νερού: Λιγότερο κοινές στον Καναδά, οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού θερμαίνουν ή δροσίζουν νερό και χρησιμοποιούνται σε σπίτια με συστήματα διανομής υδρονικών (με βάση το νερό), όπως θερμαντικά σώματα χαμηλής θερμοκρασίας, δάπεδα ακτινοβολίας ή μονάδες fan coil. Στη λειτουργία θέρμανσης, η αντλία θερμότητας παρέχει θερμική ενέργεια στο υδρονικό σύστημα. Αυτή η διαδικασία αντιστρέφεται στη λειτουργία ψύξης και η θερμική ενέργεια εξάγεται από το υδρονικό σύστημα και απορρίπτεται στον εξωτερικό αέρα.

Οι θερμοκρασίες λειτουργίας στο υδρονικό σύστημα είναι κρίσιμες κατά την αξιολόγηση των αντλιών θερμότητας αέρα-νερού. Οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού λειτουργούν πιο αποτελεσματικά όταν θερμαίνουν το νερό σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, δηλαδή κάτω από 45 έως 50°C, και ως εκ τούτου ταιριάζουν καλύτερα με δάπεδα ακτινοβολίας ή συστήματα fan coil. Θα πρέπει να δίνεται προσοχή εάν εξετάζετε τη χρήση τους με θερμαντικά σώματα υψηλής θερμοκρασίας που απαιτούν θερμοκρασίες νερού πάνω από 60°C, καθώς αυτές οι θερμοκρασίες γενικά υπερβαίνουν τα όρια των περισσότερων οικιακών αντλιών θερμότητας.

Κύρια πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας πηγών αέρα

Η εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας με πηγή αέρα μπορεί να σας προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Αυτή η ενότητα διερευνά πώς οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα μπορούν να ωφελήσουν το ενεργειακό αποτύπωμα του νοικοκυριού σας.

Αποδοτικότητα

Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης μιας αντλίας θερμότητας με πηγή αέρα είναι η υψηλή απόδοση που μπορεί να προσφέρει στη θέρμανση σε σύγκριση με τυπικά συστήματα όπως φούρνοι, λέβητες και ηλεκτρικές σανίδες βάσης. Στους 8°C, ο συντελεστής απόδοσης (COP) των αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 2,0 και 5,4. Αυτό σημαίνει ότι, για μονάδες με COP 5, μεταφέρονται 5 κιλοβατώρες (kWh) θερμότητας για κάθε kWh ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται στην αντλία θερμότητας. Καθώς η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα πέφτει, τα COP είναι χαμηλότερα, καθώς η αντλία θερμότητας πρέπει να λειτουργεί σε μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού χώρου. Στους –8°C, οι COPs μπορεί να κυμαίνονται από 1,1 έως 3,7.

Σε εποχιακή βάση, ο συντελεστής εποχιακής απόδοσης θέρμανσης (HSPF) των διαθέσιμων μονάδων στην αγορά μπορεί να κυμαίνεται από 7,1 έως 13,2 (Περιοχή V). Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι εκτιμήσεις HSPF αφορούν μια περιοχή με κλίμα παρόμοιο με την Οτάβα. Η πραγματική εξοικονόμηση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τοποθεσία εγκατάστασης της αντλίας θερμότητας.

Εξοικονόμηση ενέργειας

Η υψηλότερη απόδοση της αντλίας θερμότητας μπορεί να μεταφραστεί σε σημαντικές μειώσεις στη χρήση ενέργειας. Η πραγματική εξοικονόμηση στο σπίτι σας θα εξαρτηθεί από διάφορους παράγοντες, όπως το τοπικό σας κλίμα, η αποτελεσματικότητα του τρέχοντος συστήματος, το μέγεθος και ο τύπος της αντλίας θερμότητας και η στρατηγική ελέγχου. Πολλοί ηλεκτρονικοί αριθμομηχανές είναι διαθέσιμοι για να παρέχουν μια γρήγορη εκτίμηση για το πόση εξοικονόμηση ενέργειας μπορείτε να περιμένετε για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας. Το εργαλείο ASHP-Eval της NRCan είναι ελεύθερα διαθέσιμο και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από εγκαταστάτες και μηχανικούς σχεδιαστές για να σας συμβουλεύσει για την κατάστασή σας.

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα;

Αντίγραφο

Μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα έχει τρεις κύκλους:

• Ο Κύκλος Θέρμανσης: Παροχή θερμικής ενέργειας στο κτίριο
• Ο Κύκλος Ψύξης: Αφαίρεση θερμικής ενέργειας από το κτίριο
• Ο κύκλος απόψυξης: Αφαίρεση του παγετού
• συσσώρευση σε πηνία εξωτερικού χώρου

Ο Κύκλος Θέρμανσης

Παρατήρηση:

Μερικά από τα άρθρα προέρχονται από το Διαδίκτυο. Εάν υπάρχει οποιαδήποτε παράβαση, επικοινωνήστε μαζί μας για να τη διαγράψουμε. Εάν ενδιαφέρεστε για προϊόντα αντλιών θερμότητας, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την εταιρεία αντλιών θερμότητας OSB, είμαστε η καλύτερη επιλογή σας.