Princip činnosti tepelných čerpadel v chladném klimatu
Tepelné čerpadlo vzduch-voda je nejběžnějším typem technologie tepelného čerpadla.Tyto systémy využívají jako zdroj tepla nebo radiátoru okolní vzduch z vnějšku budovy.
Tepelné čerpadlo pracuje v režimu chlazení pomocí stejného procesu jako klimatizace.V režimu vytápění však systém používá k ohřevu chladiva vnější vzduch.Tepelné čerpadlo stlačuje chladivo za vzniku teplejšího plynu.Tepelná energie se pohybuje uvnitř budovy a je uvolňována vnitřními jednotkami (nebo potrubními systémy, v závislosti na struktuře systému).
Tepelné čerpadlo v chladném klimatu vás udrží v teple po celou zimu.
Když je chladivo výrazně nižší než venkovní teplota, tepelné čerpadlo zajišťuje spolehlivé vytápění.Za mírného počasí mohou tepelná čerpadla v chladném podnebí pracovat s účinností až 400 % – jinými slovy, vyrobí čtyřnásobek spotřebované energie.
Samozřejmě platí, že čím chladnější počasí, tím hůře funguje tepelné čerpadlo, aby poskytovalo teplo.Pod určitým teplotním prahem se účinnost systému sníží.To ale neznamená, že tepelná čerpadla nejsou vhodná pro teploty pod bodem mrazu.
Tepelná čerpadla pro chladné počasí (také známá jako tepelná čerpadla s nízkou teplotou okolí) mají inovativní funkce, které jim umožňují efektivní provoz při teplotách pod – 30 stupňů.Mezi tyto funkce patří:
Chladivo pro chladné počasí
Všechna vzduchová tepelná čerpadla obsahují chladivo, sloučeninu, která je mnohem chladnější než venkovní vzduch.Tepelná čerpadla v chladném klimatu obvykle používají chladiva s bodem varu nižším než tradiční chladiva tepelných čerpadel.Tato chladiva mohou dále proudit systémem při nízkých okolních teplotách a absorbovat více tepla ze studeného vzduchu.
Konstrukce kompresoru
V posledním desetiletí výrobci vylepšili kompresory, aby snížili energii potřebnou pro provoz a zlepšili životnost.Tepelná čerpadla v chladném klimatu obvykle používají variabilní kompresory, které dokážou upravit jejich rychlost v reálném čase.Tradiční kompresory s konstantní rychlostí jsou buď „zapnuty“ nebo „vypnuty“, což není vždy účinné.
Variabilní kompresory mohou pracovat při nízkém procentu svých maximálních otáček za mírného počasí a poté přepnout na vyšší otáčky při extrémních teplotách.Tyto střídače nepoužívají všechny nebo žádné metody, ale místo toho odebírají přiměřené množství energie, aby udržely vnitřní prostor na příjemné teplotě.
Další technické optimalizace
Přestože všechna tepelná čerpadla používají stejný základní proces k přenosu energie, účinnost tohoto procesu mohou zlepšit různá technická vylepšení.Tepelná čerpadla pro studené klima mohou využívat snížený průtok okolního vzduchu, zvýšenou kapacitu kompresoru a vylepšenou konfiguraci kompresních cyklů.Pokud je velikost systému vhodná pro aplikaci, mohou tyto typy vylepšení výrazně snížit náklady na energii, a to i v chladné zimě na severovýchodě, kde tepelná čerpadla běží téměř vždy.
Srovnání mezi tepelnými čerpadly a tradičními topnými systémy v chladném klimatu
Účinnost vytápění tepelným čerpadlem se měří pomocí faktoru výkonu topné sezóny (HSPF), který dělí celkový topný výkon během topné sezóny (měřeno v britských tepelných jednotkách nebo BTU) celkovou spotřebou energie za toto časové období (měřeno v kilowattech). hodiny).Čím vyšší HSPF, tím lepší účinnost.
Tepelná čerpadla v chladném podnebí mohou poskytnout HSPF 10 nebo vyšší – jinými slovy předávají mnohem více energie, než spotřebují.Během letních měsíců se tepelné čerpadlo přepne do režimu chlazení a funguje efektivně (nebo efektivněji) jako nová klimatizační jednotka.
Tepelná čerpadla s vysokým HSPF si poradí i s chladným počasím.Tepelná čerpadla v chladném klimatu mohou stále poskytovat spolehlivé teplo při teplotách pod -20 ° F a mnoho modelů je 100% účinných při teplotách pod bodem mrazu.Vzhledem k tomu, že tepelná čerpadla spotřebují za mírného počasí méně elektřiny, jsou jejich provozní náklady mnohem nižší ve srovnání s tradičními systémy, jako jsou spalovací pece a kotle.Pro majitele budov to znamená výrazné úspory v čase.
Je to proto, že systémy s nuceným oběhem vzduchu, jako jsou pece na zemní plyn, musí teplo generovat, spíše než jej přenášet z jednoho místa na druhé.Zcela nová vysoce účinná pec může dosáhnout míry využití paliva 98 %, ale i neefektivní systémy tepelných čerpadel mohou dosáhnout účinnosti 225 % nebo vyšší.
Čas odeslání: 17. dubna 2023