Glavno ograničenje toplotnih pumpi sa izvorom zraka je značajan pad performansi kada vanjske temperature dosegnu raspon smrzavanja.
Toplotne pumpe se pojavljuju kao efikasno rješenje za grijanje prostora i klimatizaciju, posebno kada se koriste u sistemima s promjenjivim protokom rashladnog sredstva. Oni mogu parirati najefikasnijim sistemima klimatizacije u režimu hlađenja i mogu se takmičiti sa niskim troškovima grejanja na sagorevanje uz korišćenje samo električne energije. U poređenju sa konvencionalnim otpornim grijačem, toplotna pumpa ostvaruje uštede u rasponu od 40 do 80 posto, ovisno o konkretnom modelu i uvjetima rada.
Dok toplotne pumpe sa izvorom vazduha razmenjuju toplotu direktno sa spoljnim vazduhom, toplotne pumpe sa izvorom zemlje koriste prednost stabilne podzemne temperature za postizanje veće efikasnosti. S obzirom na visoku cijenu i složenu instalaciju sistema zemlja-izvor, toplotne pumpe zraka su najčešća opcija.
Glavno ograničenje toplotnih pumpi sa izvorom zraka je značajan pad performansi kada vanjske temperature dosegnu raspon smrzavanja. Projektanti moraju uzeti u obzir uticaj lokalnog vremena kada određuju toplotnu pumpu i osigurati da je sistem opremljen adekvatnim mjerama za najniže očekivane temperature.
Kako ekstremna hladnoća utiče na toplotne pumpe vazdušnog izvora?
Glavni izazov kada se koristi toplotna pumpa sa izvorom vazduha sa temperaturama smrzavanja je kontrola akumulacije leda na spoljnim spiralama. Budući da jedinica uklanja toplinu iz vanjskog zraka koji je već hladan, vlaga se lako može skupiti i smrznuti na površini njegovih spirala.
Iako ciklus odmrzavanja toplotne pumpe može otopiti led na vanjskim zavojnicama, jedinica ne može isporučiti grijanje prostora dok ciklus traje. Kako vanjske temperature opadaju, toplinska pumpa mora češće ulaziti u ciklus odmrzavanja kako bi kompenzirala stvaranje leda, a to ograničava toplinu koja se prenosi u unutrašnje prostore.
Budući da toplotne pumpe iz zemlje ne razmjenjuju toplinu sa vanjskim zrakom, na njih relativno ne utiču niske temperature. Međutim, oni zahtijevaju iskopavanje koje može biti teško izvesti ispod postojećih zgrada, posebno onih u napučenim urbanim područjima.
Određivanje toplotnih pumpi izvora zraka za hladno vrijeme
Kada koristite toplotne pumpe sa izvorom vazduha sa temperaturama smrzavanja, postoje dva glavna načina da se nadoknadi gubitak grejanja tokom ciklusa odmrzavanja:
Dodavanje rezervnog sistema grijanja, obično plinskog gorionika ili električnog otpornog grijača.
Određivanje toplotne pumpe sa ugrađenim mjerama protiv akumulacije mraza.
Rezervni sistemi grejanja za toplotne pumpe sa izvorom vazduha su jednostavno rešenje, ali imaju tendenciju da povećaju troškove posedovanja sistema. Razmišljanja o dizajnu se mijenjaju ovisno o vrsti rezervnog grijanja koji je specificiran:
Električni otporni grijač radi s istim izvorom energije kao i toplinska pumpa. Međutim, on troši više struje za dato opterećenje grijanja, što zahtijeva povećan kapacitet ožičenja. Ukupna efikasnost sistema takođe opada, jer je otporno grejanje mnogo manje efikasno od rada toplotne pumpe.
Plinski gorionik postiže mnogo niže troškove rada od otpornog grijača. Međutim, to zahtijeva dovod plina i izduvni sistem, što povećava cijenu instalacije.
Kada sistem toplotne pumpe koristi rezervno grejanje, preporučena praksa je postavljanje termostata na umerenu temperaturu. Ovo minimizira učestalost ciklusa odmrzavanja i vrijeme rada rezervnog sistema grijanja, smanjujući ukupnu potrošnju energije.
Toplotne pumpe sa ugrađenim mjerama protiv hladnog vremena
Toplotne pumpe sa izvorom zraka vodećih proizvođača obično su ocijenjene za vanjske temperature do -4°F. Međutim, kada su jedinice poboljšane mjerama za hladno vrijeme, njihov radni raspon se može proširiti ispod -10°F ili čak -20°F. Sljedeće su neke uobičajene karakteristike dizajna koje koriste proizvođači toplotnih pumpi kako bi ublažili utjecaj ciklusa odmrzavanja:
Neki proizvođači uključuju akumulatore topline, koji mogu nastaviti s isporukom topline kada toplinska pumpa uđe u ciklus odmrzavanja.
Postoje i konfiguracije toplotnih pumpi u kojima jedna od linija vrućeg rashladnog sredstva cirkuliše kroz vanjsku jedinicu kako bi se spriječilo smrzavanje. Ciklus odmrzavanja se aktivira samo kada ovaj efekat grijanja nije dovoljan.
Kada sistem toplotne pumpe koristi više spoljnih jedinica, one se mogu programirati da uđu u ciklus odmrzavanja u nizu, a ne istovremeno. Na ovaj način sistem nikada ne gubi puni kapacitet grijanja zbog odmrzavanja.
Vanjske jedinice također mogu biti opremljene kućištima koja štite jedinicu od direktnih snježnih padavina. Na ovaj način, jedinica se mora nositi samo s ledom koji se formira direktno na zavojnicama.
Iako ove mjere ne eliminišu u potpunosti ciklus odmrzavanja, one mogu smanjiti njegov utjecaj na učinak grijanja. Za postizanje najboljih rezultata sa sistemom toplotne pumpe sa izvorom vazduha, prvi preporučeni korak je procena lokalnog vremena. Na ovaj način, adekvatan sistem se može specificirati od samog početka; što je jednostavnije i jeftinije od nadogradnje neodgovarajuće instalacije.
Komplementarne mjere za povećanje efikasnosti toplotnih pumpi
Posjedovanje energetski efikasnog sistema toplotne pumpe smanjuje troškove grijanja i hlađenja. Međutim, sama zgrada takođe može biti projektovana tako da minimizira potrebe za hlađenjem tokom leta i potrebe za grejanjem tokom zime. Omotač zgrade sa adekvatnom izolacijom i nepropusnošću smanjuje potrebu za grijanjem i hlađenjem, u poređenju sa zgradom sa lošom izolacijom i velikim brojem curenja zraka.
Kontrole ventilacije takođe doprinose efikasnosti grejanja i hlađenja, prilagođavajući protok vazduha prema potrebama zgrade. Kada ventilacioni sistemi rade punim protokom vazduha sve vreme, zapremina vazduha koja se mora kondicionirati je veća. S druge strane, ako se ventilacija podesi prema popunjenosti, ukupni volumen zraka koji se mora kondicionirati je manji.
Postoji širok raspon konfiguracija grijanja i hlađenja koje se mogu primijeniti u zgradama. Međutim, najniži trošak vlasništva postiže se kada se instalacija optimizira prema potrebama zgrade.
Članak Michael Tobias
Referenca: Tobias, M. (nd). Omogućite kolačiće. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Ako želite bez problema sa problemom niskih performansi pri niskoj temperaturi okoline proizvoda toplotne pumpe, biće nam drago da vam predstavimo naše EVI toplotne pumpe sa izvorom vazduha! Umjesto normalne temperature okoline od -7 do 43 stepena C, oni su u stanju da rade najniže do -25 stepeni Celzijusa. Slobodno nas kontaktirajte za više informacija!
Vrijeme objave: Mar-16-2022