Apkure un dzesēšana ar siltumsūkni — 2. daļa

Apkures cikla laikā siltums tiek ņemts no āra gaisa un “iesūknēts” iekštelpās.

• Pirmkārt, šķidrais aukstumaģents iziet cauri izplešanās ierīcei, pārejot uz zema spiediena šķidruma/tvaiku maisījumu. Pēc tam tas nonāk āra spolē, kas darbojas kā iztvaicētāja spole. Šķidrais aukstumaģents absorbē siltumu no āra gaisa un vārās, kļūstot par zemas temperatūras tvaiku.
• Šis tvaiks caur reverso vārstu nonāk akumulatorā, kas savāc visu atlikušo šķidrumu, pirms tvaiki nonāk kompresorā. Pēc tam tvaiki tiek saspiesti, samazinot tā tilpumu un izraisot tā uzkaršanu.
• Visbeidzot, atpakaļgaitas vārsts nosūta gāzi, kas tagad ir karsta, uz iekštelpu spoli, kas ir kondensators. Siltums no karstās gāzes tiek pārnests uz iekštelpu gaisu, izraisot aukstumaģenta kondensāciju šķidrumā. Šis šķidrums atgriežas izplešanās ierīcē un cikls tiek atkārtots. Iekštelpu spole atrodas cauruļvadā, netālu no krāsns.

Siltumsūkņa spēja nodot siltumu no āra gaisa uz māju ir atkarīga no āra temperatūras. Šai temperatūrai pazeminoties, samazinās arī siltumsūkņa spēja absorbēt siltumu. Daudzām gaisa siltumsūkņu iekārtām tas nozīmē, ka pastāv temperatūra (saukta par siltuma līdzsvara punktu), kad siltumsūkņa apkures jauda ir vienāda ar mājas siltuma zudumiem. Zem šīs āra apkārtējās vides temperatūras siltumsūknis var piegādāt tikai daļu siltuma, kas nepieciešams, lai uzturētu komfortablu dzīvojamo telpu, un ir nepieciešams papildu siltums.

Ir svarīgi atzīmēt, ka lielākajai daļai gaisa siltumsūkņu ir minimālā darba temperatūra, zem kuras tie nevar darboties. Jaunākiem modeļiem tas var svārstīties no -15°C līdz -25°C. Zem šīs temperatūras ir jāizmanto papildu sistēma, lai nodrošinātu ēkas apkuri.

Dzesēšanas cikls

Iepriekš aprakstītais cikls ir apgriezts, lai vasarā atdzesētu māju. Ierīce izņem siltumu no iekštelpu gaisa un izvada to ārpusē.

• Tāpat kā sildīšanas ciklā, šķidrais aukstumaģents iziet cauri izplešanās ierīcei, pārejot uz zema spiediena šķidruma/tvaiku maisījumu. Pēc tam tas nonāk iekštelpu spolē, kas darbojas kā iztvaicētājs. Šķidrais aukstumaģents absorbē siltumu no iekštelpu gaisa un vārās, kļūstot par zemas temperatūras tvaiku.
• Šis tvaiks caur reverso vārstu nonāk akumulatorā, kas savāc atlikušo šķidrumu, un pēc tam uz kompresoru. Pēc tam tvaiki tiek saspiesti, samazinot tā tilpumu un izraisot tā uzkaršanu.
• Visbeidzot, gāze, kas tagad ir karsta, iet caur reverso vārstu uz āra spoli, kas darbojas kā kondensators. Siltums no karstās gāzes tiek pārnests uz āra gaisu, izraisot aukstumaģenta kondensāciju šķidrumā. Šis šķidrums atgriežas izplešanās ierīcē, un cikls tiek atkārtots.

Dzesēšanas cikla laikā siltumsūknis arī sausina iekštelpu gaisu. Mitrums gaisā, kas iet pāri iekštelpu spirālei, kondensējas uz spoles virsmas un tiek savākts pannā spoles apakšā. Kondensāta noteka savieno šo pannu ar mājas kanalizāciju.

Atkausēšanas cikls

Ja āra temperatūra nokrītas tuvu vai zem sasalšanas, kad siltumsūknis darbojas apkures režīmā, mitrums gaisā, kas iet pāri āra spirālei, kondensējas un uz tā sasalst. Sala veidošanās apjoms ir atkarīgs no āra temperatūras un mitruma daudzuma gaisā.

Šī sala uzkrāšanās samazina spoles efektivitāti, samazinot tās spēju nodot siltumu aukstumaģentam. Kādā brīdī sarma ir jānoņem. Lai to izdarītu, siltumsūknis pārslēdzas atkausēšanas režīmā. Visizplatītākā pieeja ir:

• Pirmkārt, atpakaļgaitas vārsts pārslēdz ierīci dzesēšanas režīmā. Tas nosūta karstu gāzi uz āra spoli, lai izkausētu salu. Tajā pašā laikā tiek izslēgts āra ventilators, kas parasti pūš aukstu gaisu pāri spirālei, lai samazinātu siltuma daudzumu, kas nepieciešams sala kausēšanai.
• Kamēr tas notiek, siltumsūknis dzesē gaisu kanālā. Apkures sistēma parasti sasilda šo gaisu, jo tas tiek izplatīts visā mājā.

Viena no divām metodēm tiek izmantota, lai noteiktu, kad iekārta pāriet atkausēšanas režīmā:

• Pieprasījuma-sarmas vadības ierīces uzrauga gaisa plūsmu, aukstumaģenta spiedienu, gaisa vai spoles temperatūru un spiediena starpību āra spolē, lai noteiktu sala uzkrāšanos.
• Laika un temperatūras atkausēšana tiek sākta un pabeigta ar iepriekš iestatītu intervāla taimeru vai temperatūras sensoru, kas atrodas uz ārējās spoles. Ciklu var uzsākt ik pēc 30, 60 vai 90 minūtēm atkarībā no klimata un sistēmas konstrukcijas.

Nevajadzīgi atkausēšanas cikli samazina siltumsūkņa sezonālo veiktspēju. Rezultātā pieprasījuma-saldēšanas metode parasti ir efektīvāka, jo tā sāk atkausēšanas ciklu tikai tad, kad tas ir nepieciešams.

Papildu siltuma avoti

Tā kā gaisa siltumsūkņiem ir minimālā āra darba temperatūra (no -15°C līdz -25°C) un samazināta apkures jauda ļoti aukstā temperatūrā, ir svarīgi apsvērt papildu apkures avotu gaisa siltumsūkņa darbībai. Papildu apkure var būt nepieciešama arī siltumsūkņa atkausēšanas laikā. Ir pieejamas dažādas iespējas:

• Visi elektriskie: šajā konfigurācijā siltumsūkņa darbības tiek papildinātas ar elektriskās pretestības elementiem, kas atrodas cauruļvados vai ar elektriskajām grīdlīstēm. Šie pretestības elementi ir mazāk efektīvi nekā siltumsūknis, taču to spēja nodrošināt apkuri nav atkarīga no āra temperatūras.
• Hibrīdsistēma: hibrīda sistēmā gaisa siltumsūknis izmanto papildu sistēmu, piemēram, krāsni vai katlu. Šo iespēju var izmantot jaunās instalācijās, un tā ir arī laba iespēja, ja siltumsūknis tiek pievienots esošai sistēmai, piemēram, ja siltumsūknis ir uzstādīts kā centrālā gaisa kondicionētāja nomaiņa.

Lai iegūtu papildinformāciju par sistēmām, kurās tiek izmantoti papildu apkures avoti, skatiet šīs bukleta pēdējo sadaļu Saistītās iekārtas. Tur jūs varat atrast diskusiju par iespējām, kā ieprogrammēt sistēmu pārejai starp siltumsūkņa izmantošanu un papildu siltuma avota izmantošanu.

Energoefektivitātes apsvērumi

Lai veicinātu šīs sadaļas izpratni, skatiet iepriekšējo sadaļu Ievads siltumsūkņu efektivitātei, lai paskaidrotu, ko attēlo HSPF un SEER.

Kanādā energoefektivitātes noteikumi nosaka minimālo sezonas efektivitāti apkures un dzesēšanas jomā, kas jāsasniedz, lai produktu varētu pārdot Kanādas tirgū. Papildus šiem noteikumiem jūsu provincē vai teritorijā var būt stingrākas prasības.

Minimālā veiktspēja Kanādai kopumā un tipiski tirgū pieejamo produktu diapazoni ir apkopoti zemāk attiecībā uz apkuri un dzesēšanu. Pirms sistēmas izvēles ir svarīgi arī pārbaudīt, vai jūsu reģionā ir spēkā kādi papildu noteikumi.

Atvēsinošs sezonas sniegums, SEER:

• Minimālais SEER (Kanāda): 14
• Tirgū pieejamo produktu diapazons, SEER: no 14 līdz 42

Apkures sezonas veiktspēja, HSPF

• Minimālais HSPF (Kanāda): 7,1 (V reģionam)
• Diapazons, HSPF tirgū pieejamajos produktos: no 7,1 līdz 13,2 (V reģionam)

Piezīme: HSPF faktori ir paredzēti AHRI klimata zonai V, kuras klimats ir līdzīgs Otavas klimatam. Faktiskā sezonas efektivitāte var atšķirties atkarībā no jūsu reģiona. Pašlaik tiek izstrādāts jauns veiktspējas standarts, kura mērķis ir labāk atspoguļot šo sistēmu veiktspēju Kanādas reģionos.

Faktiskās SEER vai HSPF vērtības ir atkarīgas no dažādiem faktoriem, kas galvenokārt saistīti ar siltumsūkņa konstrukciju. Pašreizējā veiktspēja pēdējo 15 gadu laikā ir ievērojami attīstījusies, pateicoties jaunajiem sasniegumiem kompresoru tehnoloģijā, siltummaiņa dizainā un uzlabotā aukstumaģenta plūsma un kontrole.

Viena ātruma un mainīga ātruma siltumsūkņi

Apsverot efektivitāti, īpaši svarīga ir jaunu kompresoru konstrukcijas loma sezonas veiktspējas uzlabošanā. Parasti iekārtas, kas darbojas ar minimālo noteikto SEER un HSPF, raksturo viena ātruma siltumsūkņi. Tagad ir pieejami mainīga ātruma gaisa siltumsūkņi, kas ir paredzēti, lai mainītu sistēmas jaudu, lai vairāk atbilstu mājas apkures/dzesēšanas pieprasījumam konkrētajā brīdī. Tas palīdz vienmēr uzturēt maksimālo efektivitāti, tostarp maigākos apstākļos, kad sistēmai ir mazāks pieprasījums.

Pavisam nesen tirgū tika ieviesti gaisa siltumsūkņi, kas ir labāk pielāgoti darbam aukstajā Kanādas klimatā. Šīs sistēmas, ko bieži sauc par aukstā klimata siltumsūkņiem, apvieno mainīgas jaudas kompresorus ar uzlabotu siltummaiņu dizainu un vadības ierīcēm, lai maksimāli palielinātu sildīšanas jaudu pie aukstākā gaisa temperatūrā, vienlaikus saglabājot augstu efektivitāti maigākos apstākļos. Šāda veida sistēmām parasti ir augstākas SEER un HSPF vērtības, dažas sistēmas sasniedz SEER līdz 42, bet HSPF tuvojas 13.

Sertifikācija, standarti un reitingu skalas

Kanādas standartu asociācija (CSA) pašlaik pārbauda visu siltumsūkņu elektrisko drošību. Veiktspējas standarts nosaka testus un testa apstākļus, kuros nosaka siltumsūkņa apkures un dzesēšanas jaudu un efektivitāti. Gaisa avota siltumsūkņu veiktspējas testēšanas standarti ir CSA C656, kas (no 2014. gada) ir saskaņots ar ANSI/AHRI 210/240-2008, Vienotās gaisa kondicionēšanas un gaisa avota siltumsūkņu iekārtu veiktspējas novērtējums. Tas arī aizstāj CAN/CSA-C273.3-M91, veiktspējas standartu sadalītās sistēmas centrālajiem gaisa kondicionētājiem un siltumsūkņiem.

Izmēru apsvērumi

Lai piemērotu siltumsūkņa sistēmas izmērus, ir svarīgi izprast jūsu mājas apkures un dzesēšanas vajadzības. Nepieciešamo aprēķinu veikšanai ieteicams piesaistīt apkures un dzesēšanas speciālistu. Apkures un dzesēšanas slodzes jānosaka, izmantojot atzītu izmēru noteikšanas metodi, piemēram, CSA F280-12, “Dzīvojamo telpu apkures un dzesēšanas ierīču vajadzīgās jaudas noteikšana”.

Jūsu siltumsūkņa sistēmas izmēri ir jānosaka atbilstoši jūsu klimatam, ēkas apkures un dzesēšanas slodzei un jūsu uzstādīšanas mērķiem (piemēram, maksimizēt apkures enerģijas ietaupījumu salīdzinājumā ar esošās sistēmas pārvietošanu noteiktos gada periodos). Lai palīdzētu šajā procesā, NRCan ir izstrādājis gaisa avota siltumsūkņa izmēru un izvēles rokasgrāmatu. Šī rokasgrāmata kopā ar papildu programmatūras rīku ir paredzēta enerģētikas konsultantiem un mehānikas dizaineriem, un tā ir brīvi pieejama, lai sniegtu norādījumus par atbilstošu izmēru noteikšanu.

Ja siltumsūknis ir maza izmēra, jūs ievērosiet, ka papildu apkures sistēma tiks izmantota biežāk. Lai gan mazizmēra sistēma joprojām darbosies efektīvi, jūs, iespējams, nesasniegsit paredzēto enerģijas ietaupījumu, jo tiek plaši izmantota papildu apkures sistēma.

Tāpat, ja siltumsūknis ir pārāk liels, vēlamais enerģijas ietaupījums var netikt realizēts neefektīvas darbības dēļ maigākos apstākļos. Kamēr papildu apkures sistēma darbojas retāk, siltākos apkārtējās vides apstākļos siltumsūknis ražo pārāk daudz siltuma un iekārta cikliski ieslēdzas un izslēdzas, izraisot diskomfortu, siltumsūkņa nodilumu un rezerves elektroenerģijas patēriņu. Tāpēc ir svarīgi labi izprast savu apkures slodzi un siltumsūkņa darbības raksturlielumus, lai panāktu optimālu enerģijas ietaupījumu.

Citi atlases kritēriji

Papildus izmēram ir jāņem vērā vairāki papildu veiktspējas faktori:

• HSPF: izvēlieties ierīci ar tik augstu HSPF, cik praktiski iespējams. Iekārtām ar salīdzināmu HSPF vērtējumu pārbaudiet to līdzsvara stāvokļa vērtējumus pie –8,3°C, kas ir zemas temperatūras reitings. Vienība ar augstāku vērtību būs visefektīvākā lielākajā daļā Kanādas reģionu.
• Atkausēšana: izvēlieties ierīci ar pieprasījuma-atkausēšanas vadību. Tas samazina atkausēšanas ciklus, kas samazina papildu un siltumsūkņa enerģijas patēriņu.
• Skaņas novērtējums: skaņu mēra vienībās, ko sauc par decibeliem (dB). Jo zemāka vērtība, jo mazāka skaņas jauda, ​​ko izstaro āra iekārta. Jo augstāks decibelu līmenis, jo skaļāks ir troksnis. Lielākajai daļai siltumsūkņu skaņas reitings ir 76 dB vai zemāks.

Uzstādīšanas apsvērumi

Gaisa siltumsūkņi jāuzstāda kvalificētam darbuzņēmējam. Konsultējieties ar vietējo apkures un dzesēšanas speciālistu, lai noteiktu, uzstādītu un uzturētu aprīkojumu, lai nodrošinātu efektīvu un uzticamu darbību. Ja vēlaties ieviest siltumsūkni, lai aizstātu vai papildinātu centrālo krāsni, jums jāzina, ka siltumsūkņi parasti darbojas ar lielāku gaisa plūsmu nekā krāsns sistēmas. Atkarībā no jūsu jaunā siltumsūkņa izmēra var būt nepieciešamas dažas izmaiņas jūsu cauruļvados, lai izvairītos no papildu trokšņa un ventilatora enerģijas patēriņa. Jūsu darbuzņēmējs varēs sniegt jums norādījumus par jūsu konkrēto gadījumu.

Gaisa siltumsūkņa uzstādīšanas izmaksas ir atkarīgas no sistēmas veida, jūsu projektēšanas mērķiem un visām jūsu mājā esošajām apkures iekārtām un cauruļvadiem. Dažos gadījumos, lai atbalstītu jūsu jaunā siltumsūkņa uzstādīšanu, var būt nepieciešamas papildu izmaiņas cauruļvados vai elektriskajos pakalpojumos.

Ekspluatācijas apsvērumi

Darbinot siltumsūkni, jāņem vērā vairākas svarīgas lietas:

• Optimizējiet siltumsūkņa un papildu sistēmas iestatījumus. Ja jums ir elektriskā papildu sistēma (piemēram, grīdlīstes vai pretestības elementi kanālā), noteikti izmantojiet zemāku temperatūras iestatījumu savai papildu sistēmai. Tas palīdzēs maksimāli palielināt siltumsūkņa sniegto apkures apjomu jūsu mājām, samazinot enerģijas patēriņu un komunālos maksājumus. Ieteicama iestatītā vērtība no 2°C līdz 3°C zem siltumsūkņa apkures temperatūras iestatītās vērtības. Konsultējieties ar savu uzstādīšanas darbuzņēmēju par optimālo jūsu sistēmas iestatījumu.
• Iestatiet efektīvu atkausēšanu. Varat samazināt enerģijas patēriņu, iestatot sistēmu, lai atkausēšanas ciklu laikā izslēgtu iekštelpu ventilatoru. To var veikt uzstādītājs. Tomēr ir svarīgi ņemt vērā, ka ar šo iestatījumu atkausēšana var aizņemt nedaudz ilgāku laiku.
• Samaziniet temperatūras pazemināšanos. Siltumsūkņiem ir lēnāka reakcija nekā krāsns sistēmām, tāpēc tiem ir grūtāk reaģēt uz dziļām temperatūras pazemināšanos. Jāizmanto mērens pazeminājums, kas nepārsniedz 2°C, vai jāizmanto “gudrs” termostats, kas sistēmu ieslēdz agri, gaidot atgūšanos no neveiksmes. Vēlreiz konsultējieties ar uzstādīšanas darbuzņēmēju, lai uzzinātu jūsu sistēmas optimālo pazemināšanas temperatūru.
• Optimizējiet gaisa plūsmas virzienu. Ja jums ir pie sienas piestiprināta iekštelpu iekārta, apsveriet iespēju pielāgot gaisa plūsmas virzienu, lai palielinātu komfortu. Lielākā daļa ražotāju iesaka virzīt gaisa plūsmu uz leju sildīšanas laikā un uz pasažieriem dzesēšanas laikā.
• Optimizējiet ventilatora iestatījumus. Noteikti noregulējiet arī ventilatora iestatījumus, lai palielinātu komfortu. Lai maksimāli palielinātu siltumsūkņa piegādāto siltumu, ieteicams iestatīt ventilatora ātrumu uz augstu vai 'Auto'. Dzesēšanas laikā, lai uzlabotu arī sausināšanu, ieteicams izmantot “zemu” ventilatora ātrumu.

Apkopes apsvērumi

Pareiza apkope ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu jūsu siltumsūkņa efektīvu, uzticamu darbību un ilgu kalpošanas laiku. Lai nodrošinātu, ka viss ir labā darba kārtībā, jums ir jāuztic kvalificēts darbuzņēmējs, kas veic jūsu iekārtas ikgadējo apkopi.

Papildus ikgadējai apkopei ir dažas vienkāršas lietas, ko varat darīt, lai nodrošinātu uzticamu un efektīvu darbību. Noteikti nomainiet vai iztīriet gaisa filtru ik pēc 3 mēnešiem, jo ​​aizsērējuši filtri samazina gaisa plūsmu un samazina jūsu sistēmas efektivitāti. Tāpat pārliecinieties, ka jūsu mājas ventilācijas atveres un gaisa reģistrus neaizsedz mēbeles vai paklāji, jo nepietiekama gaisa plūsma uz ierīci vai no tās var saīsināt aprīkojuma kalpošanas laiku un samazināt sistēmas efektivitāti.

Ekspluatācijas izmaksas

Enerģijas ietaupījums, uzstādot siltumsūkni, var palīdzēt samazināt jūsu ikmēneša enerģijas rēķinus. Enerģijas rēķinu samazinājuma sasniegšana lielā mērā ir atkarīga no elektroenerģijas cenas salīdzinājumā ar citiem kurināmiem, piemēram, dabasgāzi vai kurināmo, un, modernizējot, no tā, kāda veida sistēma tiek nomainīta.

Siltumsūkņu izmaksas parasti ir augstākas salīdzinājumā ar citām sistēmām, piemēram, krāsnīm vai elektriskām grīdlīstes, jo sistēmā ir daudz komponentu. Dažos reģionos un gadījumos šīs papildu izmaksas var atgūt salīdzinoši īsā laika periodā, ietaupot komunālos pakalpojumus. Tomēr citos reģionos mainīgie komunālo pakalpojumu tarifi var pagarināt šo periodu. Ir svarīgi sadarboties ar savu darbuzņēmēju vai enerģētikas konsultantu, lai iegūtu aplēsi par siltumsūkņu ekonomiju jūsu reģionā un iespējamos ietaupījumus.

Paredzamais mūža ilgums un garantijas

Gaisa siltumsūkņu kalpošanas laiks ir no 15 līdz 20 gadiem. Kompresors ir sistēmas kritiskā sastāvdaļa.

Lielākajai daļai siltumsūkņu attiecas viena gada garantija detaļām un darbam, kā arī papildu piecu līdz desmit gadu garantija kompresoram (tikai detaļām). Tomēr garantijas dažādiem ražotājiem atšķiras, tāpēc pārbaudiet sīko druku.

Piezīme:

Daži raksti ir ņemti no interneta. Ja ir kāds pārkāpums, lūdzu, sazinieties ar mums, lai to dzēstu. Ja jūs interesē siltumsūkņu produkti, lūdzu, sazinieties ar OSB siltumsūkņu uzņēmumu, mēs esam jūsu labākā izvēle.