Принцип роботи теплових насосів у холодному кліматі
Повітряний тепловий насос є найпоширенішим типом теплових насосів.Ці системи використовують навколишнє повітря ззовні будівлі як джерело тепла або радіатор.
Тепловий насос працює в режимі охолодження, використовуючи той самий процес, що й кондиціонер.Але в режимі опалення система використовує зовнішнє повітря для нагрівання холодоагенту.Тепловий насос стискає холодоагент для отримання більш гарячого газу.Теплова енергія рухається всередині будівлі та виділяється через внутрішні блоки (або через системи трубопроводів, залежно від структури системи).
Тепловий насос у холодному кліматі буде зігрівати вас усю зиму.
Коли холодоагент значно нижчий за зовнішню температуру, тепловий насос забезпечує надійне опалення.За м’якої погоди теплові насоси в холодному кліматі можуть працювати з ефективністю до 400% – іншими словами, вони виробляють у чотири рази більше споживаної енергії.
Звичайно, чим холодніше погода, тим важче тепловому насосу працювати, щоб забезпечити тепло.Нижче певного температурного порогу ефективність системи буде знижуватися.Але це не означає, що теплові насоси не підходять для температур нижче точки замерзання.
Теплові насоси для холодної погоди (також відомі як теплові насоси з низькою температурою навколишнього середовища) мають інноваційні функції, які дозволяють їм ефективно працювати при температурах нижче – 30 градусів.Ці функції включають:
Холодоагент для холодної погоди
Усі повітряні теплові насоси містять холодоагент, сполуку, яка набагато холодніша за зовнішнє повітря.Теплові насоси в холодному кліматі зазвичай використовують холодоагенти з нижчими температурами кипіння, ніж традиційні холодоагенти теплових насосів.Ці холодоагенти можуть продовжувати проходити через систему за низьких температур навколишнього середовища та поглинати більше тепла з холодного повітря.
Конструкція компресора
За останнє десятиліття виробники вдосконалили компресори, щоб зменшити енергію, необхідну для роботи, і підвищити довговічність.Теплові насоси в холодному кліматі зазвичай використовують регульовані компресори, які можуть регулювати свою швидкість у режимі реального часу.Традиційні компресори постійної швидкості або «ввімкнено», або «вимкнено», що не завжди ефективно.
Компресори зі змінною швидкістю можуть працювати на низькому відсотку від їхньої максимальної швидкості за м’якої погоди, а потім перемикатися на вищу швидкість за екстремальних температур.Ці інвертори не використовують усі або жодних методів, а замість цього витягують відповідну кількість енергії, щоб підтримувати комфортну температуру в приміщенні.
Інші інженерні оптимізації
Хоча всі теплові насоси використовують один і той самий основний процес для передачі енергії, різноманітні технічні вдосконалення можуть підвищити ефективність цього процесу.Теплові насоси для холодного клімату можуть використовувати зменшений потік навколишнього повітря, збільшену потужність компресора та покращену конфігурацію циклів стиснення.Якщо розмір системи підходить для застосування, ці типи вдосконалень можуть значно знизити витрати на електроенергію, навіть у холодну зиму на північному сході, де теплові насоси майже завжди працюють.
Порівняння теплових насосів і традиційних систем опалення в холодному кліматі
Ефективність опалення тепловим насосом вимірюється коефіцієнтом ефективності опалювального сезону (HSPF), який ділить загальну теплову потужність протягом опалювального сезону (вимірюється в британських теплових одиницях або BTU) на загальне споживання енергії протягом цього періоду (вимірюється в кіловатах). години).Чим вище HSPF, тим краща ефективність.
Теплові насоси в холодному кліматі можуть забезпечити HSPF 10 або вище – іншими словами, вони передають набагато більше енергії, ніж споживають.У літні місяці тепловий насос перемикається в режим охолодження і працює ефективно (або ефективніше), як новий кондиціонер.
Теплові насоси з високим коефіцієнтом тепловіддачі можуть впоратися з холодною погодою.Теплові насоси в холодному кліматі все ще можуть забезпечувати надійне тепло при температурах нижче -20 °F, і багато моделей мають 100% ефективність при температурах нижче точки замерзання.Завдяки тому, що теплові насоси споживають менше електроенергії в теплу погоду, їх експлуатаційні витрати значно нижчі порівняно з традиційними системами, такими як печі та котли.Для власників будівель це означає значну економію з часом.
Це пояснюється тим, що системи примусового подачі повітря, такі як печі природного газу, повинні генерувати тепло, а не передавати його з одного місця в інше.Абсолютно нова високоефективна піч може досягти коефіцієнта використання палива 98%, але навіть неефективні системи теплового насоса можуть досягти ефективності 225% або вище.
Час публікації: 17 квітня 2023 р