درباره پمپ حرارتی خانه در آب و هوای سرد

اصل کار پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد

پمپ حرارتی منبع هوا رایج ترین نوع فناوری پمپ حرارتی است.این سیستم ها از هوای محیط خارج از ساختمان به عنوان منبع گرما یا رادیاتور استفاده می کنند.

پمپ حرارتی در حالت خنک کننده با استفاده از فرآیند مشابه تهویه مطبوع کار می کند.اما در حالت گرمایش، سیستم از هوای خارجی برای گرم کردن مبرد استفاده می کند.پمپ حرارتی مبرد را فشرده می کند تا گاز داغ تری تولید کند.انرژی حرارتی در داخل ساختمان حرکت می کند و از طریق واحدهای داخلی (یا از طریق سیستم های لوله کشی، بسته به ساختار سیستم) آزاد می شود.

یک پمپ حرارتی در آب و هوای سرد شما را در طول زمستان گرم نگه می دارد.

هنگامی که مبرد به طور قابل توجهی کمتر از دمای بیرون باشد، پمپ حرارتی گرمایش قابل اعتمادی را فراهم می کند.در آب و هوای معتدل، پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد می توانند با راندمان تا 400٪ کار کنند - به عبارت دیگر، آنها چهار برابر انرژی مصرف شده تولید می کنند.

البته هر چه هوا سردتر باشد، کار پمپ حرارتی برای تامین گرما سخت تر می شود.زیر یک آستانه دمایی معین، بازده سیستم کاهش می یابد.اما این بدان معنا نیست که پمپ های حرارتی برای دماهای زیر نقطه انجماد مناسب نیستند.

پمپ های حرارتی هوای سرد (همچنین به عنوان پمپ های حرارتی با دمای پایین محیط شناخته می شوند) دارای ویژگی های نوآورانه ای هستند که آنها را قادر می سازد در دماهای زیر 30 درجه به طور موثر کار کنند.این توابع عبارتند از:

مبرد هوای سرد
همه پمپ های حرارتی منبع هوا حاوی مبرد هستند، ترکیبی که بسیار سردتر از هوای بیرون است.پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد معمولاً از مبردهایی با نقطه جوش کمتر از مبردهای پمپ حرارتی سنتی استفاده می کنند.این مبردها می توانند در دمای پایین محیط به جریان خود در سیستم ادامه دهند و گرمای بیشتری را از هوای سرد جذب کنند.

طراحی کمپرسور
در دهه گذشته، سازندگان کمپرسورها را برای کاهش انرژی مورد نیاز برای کار و افزایش دوام، بهبود بخشیده اند.پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد معمولاً از کمپرسورهای متغیری استفاده می کنند که می توانند سرعت خود را در زمان واقعی تنظیم کنند.کمپرسورهای سرعت ثابت سنتی یا «روشن» یا «خاموش» هستند، که همیشه مؤثر نیست.

کمپرسورهای متغیر می توانند با درصد پایینی از حداکثر سرعت خود در آب و هوای معتدل کار کنند و سپس در دماهای شدید به سرعت های بالاتر تبدیل شوند.این اینورترها از همه یا هیچ روشی استفاده نمی‌کنند، بلکه مقدار مناسبی انرژی را استخراج می‌کنند تا فضای داخلی را در دمایی راحت نگه دارند.

سایر بهینه سازی های مهندسی

اگرچه همه پمپ های حرارتی از فرآیند اولیه یکسانی برای انتقال انرژی استفاده می کنند، اما پیشرفت های مهندسی مختلف می تواند کارایی این فرآیند را بهبود بخشد.پمپ های حرارتی آب و هوای سرد می توانند از کاهش جریان هوای محیط، افزایش ظرفیت کمپرسور و بهبود پیکربندی چرخه های تراکم استفاده کنند.هنگامی که اندازه سیستم برای کاربرد مناسب باشد، این نوع بهبودها می توانند هزینه های انرژی را تا حد زیادی کاهش دهند، حتی در زمستان سرد شمال شرق، جایی که پمپ های حرارتی تقریباً همیشه در حال کار هستند.

مقایسه پمپ های حرارتی و سیستم های گرمایش سنتی در آب و هوای سرد

راندمان گرمایش پمپ حرارتی با ضریب عملکرد فصل گرما (HSPF) اندازه‌گیری می‌شود که کل خروجی گرمایش در طول فصل گرمایش (اندازه‌گیری شده در واحدهای حرارتی بریتانیا یا BTU) را بر کل مصرف انرژی در آن دوره زمانی (بر حسب کیلووات) تقسیم می‌کند. ساعت ها).هر چه HSPF بالاتر باشد، کارایی بهتری دارد.

پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد می توانند HSPF 10 یا بالاتر را ارائه دهند - به عبارت دیگر، انرژی بسیار بیشتری نسبت به مصرف خود منتقل می کنند.در طول ماه های تابستان، پمپ حرارتی به حالت تبرید تغییر می کند و مانند واحد تهویه مطبوع جدید به طور موثر (یا کارآمدتر) کار می کند.

پمپ های حرارتی HSPF بالا می توانند با هوای سرد مقابله کنند.پمپ های حرارتی در آب و هوای سرد هنوز هم می توانند گرمای قابل اعتمادی را در دماهای زیر 20- درجه فارنهایت ارائه دهند و بسیاری از مدل ها در دماهای زیر نقطه انجماد 100٪ کارآمد هستند.با توجه به اینکه پمپ های حرارتی در هوای معتدل برق کمتری مصرف می کنند، هزینه های عملیاتی آنها در مقایسه با سیستم های سنتی مانند کوره های احتراق و دیگ های بخار بسیار کمتر است.برای صاحبان ساختمان، این به معنای صرفه جویی قابل توجه در طول زمان است.

این به این دلیل است که سیستم‌های هوای اجباری مانند کوره‌های گاز طبیعی به جای انتقال گرما از مکانی به مکان دیگر، باید گرما تولید کنند.یک کوره کاملاً جدید با راندمان بالا ممکن است به میزان مصرف سوخت 98٪ برسد، اما حتی سیستم های پمپ حرارتی ناکارآمد می توانند بازدهی 225٪ یا بالاتر را به دست آورند.