Принцип работы тепловых насосов в холодном климате
Тепловой насос с воздушным источником является наиболее распространенным типом технологии теплового насоса.Эти системы используют окружающий воздух снаружи здания в качестве источника тепла или радиатора.
Тепловой насос работает в режиме охлаждения, используя тот же процесс, что и кондиционер.Но в режиме обогрева система использует внешний воздух для нагрева хладагента.Тепловой насос сжимает хладагент для получения более горячего газа.Тепловая энергия перемещается внутри здания и высвобождается через внутренние блоки (или через системы трубопроводов, в зависимости от конструкции системы).
Тепловой насос в холодном климате будет согревать вас всю зиму.
Когда хладагент значительно ниже температуры наружного воздуха, тепловой насос обеспечивает надежный обогрев.В мягкую погоду тепловые насосы в холодном климате могут работать с КПД до 400%, то есть вырабатывают в четыре раза больше потребляемой энергии.
Конечно, чем холоднее погода, тем труднее тепловому насосу работать, чтобы обеспечить тепло.Ниже определенного температурного порога эффективность системы снижается.Но это не означает, что тепловые насосы не подходят для температур ниже точки замерзания.
Тепловые насосы для холодной погоды (также известные как тепловые насосы для низких температур окружающей среды) обладают инновационными функциями, которые позволяют им эффективно работать при температурах ниже -30 градусов.Эти функции включают в себя:
Холодный хладагент
Все воздушные тепловые насосы содержат хладагент, соединение, которое намного холоднее наружного воздуха.Тепловые насосы в холодном климате обычно используют хладагенты с температурой кипения ниже, чем у традиционных хладагентов тепловых насосов.Эти хладагенты могут продолжать течь через систему при низких температурах окружающей среды и поглощать больше тепла из холодного воздуха.
Конструкция компрессора
За последнее десятилетие производители внесли усовершенствования в компрессоры, чтобы снизить потребление энергии, необходимой для работы, и повысить срок службы.Тепловые насосы в холодном климате обычно используют регулируемые компрессоры, которые могут регулировать свою скорость в режиме реального времени.Традиционные компрессоры с постоянной скоростью либо «включены», либо «выключены», что не всегда эффективно.
Переменные компрессоры могут работать на небольшом проценте от их максимальной скорости в мягкую погоду, а затем переключаться на более высокие скорости при экстремальных температурах.Эти инверторы не используют ни все методы, ни ни один из них, а вместо этого извлекают соответствующее количество энергии для поддержания комфортной температуры в помещении.
Другие инженерные оптимизации
Хотя все тепловые насосы используют один и тот же базовый процесс для передачи энергии, различные технические усовершенствования могут повысить эффективность этого процесса.Тепловые насосы для холодного климата могут использовать уменьшенный расход окружающего воздуха, увеличенную мощность компрессора и улучшенную конфигурацию циклов сжатия.Когда размер системы подходит для применения, такие усовершенствования могут значительно снизить затраты на энергию даже в холодную зиму на северо-востоке, где почти всегда работают тепловые насосы.
Сравнение тепловых насосов и традиционных систем отопления в холодном климате
Эффективность обогрева тепловым насосом измеряется коэффициентом производительности отопительного сезона (HSPF), который делит общую теплопроизводительность в течение отопительного сезона (измеряется в британских тепловых единицах или БТЕ) на общее потребление энергии в течение этого периода времени (измеряется в киловаттах). часы).Чем выше HSPF, тем выше эффективность.
Тепловые насосы в холодном климате могут обеспечить HSPF 10 и выше — другими словами, они передают гораздо больше энергии, чем потребляют.В летние месяцы тепловой насос переключается в режим охлаждения и работает эффективно (или более эффективно), как новый кондиционер.
Тепловые насосы High HSPF могут справиться с холодной погодой.Тепловые насосы в холодном климате по-прежнему могут надежно обеспечивать тепло при температурах ниже -20°F, а многие модели на 100 % эффективны при температурах ниже точки замерзания.Благодаря тому, что тепловые насосы потребляют меньше электроэнергии в мягкую погоду, их эксплуатационные расходы намного ниже по сравнению с традиционными системами, такими как топочные печи и котлы.Для владельцев зданий это означает значительную экономию времени.
Это связано с тем, что системы с принудительной подачей воздуха, такие как газовые печи, должны генерировать тепло, а не передавать его из одного места в другое.Совершенно новая высокоэффективная печь может обеспечить коэффициент использования топлива 98%, но даже неэффективные системы тепловых насосов могут достичь эффективности 225% или выше.
Время публикации: 17 апреля 2023 г.