Основното ограничение на термопомпите с източник въздух е значителният спад в производителността, когато външните температури достигнат диапазона на замръзване.
Термопомпите се очертават като ефективно решение за отопление и климатизация на помещения, особено когато се използват в системи с променлив поток на хладилен агент. Те могат да съответстват на най-ефективните климатични системи в режим на охлаждане и могат да се конкурират с ниската цена на отопление чрез изгаряне, като използват само електричество. В сравнение с конвенционалния съпротивителен нагревател, термопомпата постига икономии в диапазона от 40 до 80 процента, в зависимост от конкретния модел и условията на работа.
Докато термопомпите с източник въздух обменят топлина директно с външния въздух, термопомпите с източник земя се възползват от стабилната подземна температура, за да постигнат по-висока ефективност. Като се има предвид високата цена и сложните инсталации на система от земен източник, термопомпите въздух-източник са най-често срещаният вариант.
Основното ограничение на термопомпите с източник въздух е значителният спад в производителността, когато външните температури достигнат диапазона на замръзване. Инженерите-проектанти трябва да вземат предвид влиянието на местното време, когато определят термопомпа, и да гарантират, че системата е оборудвана с подходящи мерки за най-ниските очаквани температури.
Как екстремният студ влияе на въздушните термопомпи?
Основното предизвикателство при използване на въздушна термопомпа с температури на замръзване е контролирането на натрупването на лед върху външните намотки. Тъй като уредът премахва топлината от външния въздух, който вече е студен, влагата може лесно да се събере и замръзне на повърхността на намотките му.
Въпреки че цикълът на размразяване на термопомпата може да разтопи лед върху външните бобини, модулът не може да осигури отопление на помещението, докато цикълът продължава. Тъй като външните температури падат, термопомпата трябва да влиза в цикъла на размразяване по-често, за да компенсира образуването на лед, а това ограничава топлината, доставяна към вътрешните пространства.
Тъй като земните термопомпи не обменят топлина с външния въздух, те са относително незасегнати от минусови температури. Те обаче изискват разкопки, които могат да бъдат трудни за извършване под съществуващи сгради, особено тези в пренаселени градски райони.
Специфициране на въздушни термопомпи за студено време
Когато използвате термопомпи с въздушен източник с температури на замръзване, има два основни начина за компенсиране на топлинните загуби по време на циклите на размразяване:
Добавяне на резервна отоплителна система, обикновено газова горелка или електрически съпротивителен нагревател.
Специфициране на термопомпа с вградени мерки срещу натрупване на скреж.
Резервните отоплителни системи за въздушни термопомпи са просто решение, но те обикновено увеличават разходите за притежание на системата. Съображенията за проектиране се променят в зависимост от посочения тип резервно отопление:
Електрически съпротивителен нагревател работи със същия източник на енергия като термопомпата. Въпреки това, той черпи повече ток за даден отоплителен товар, което изисква увеличен капацитет на окабеляване. Общата ефективност на системата също намалява, тъй като съпротивителното отопление е много по-малко ефективно от работата на термопомпата.
Газовата горелка постига много по-ниски експлоатационни разходи от съпротивителния нагревател. Въпреки това изисква захранване с газ и изпускателна система, което увеличава цената на инсталацията.
Когато термопомпена система използва резервно отопление, препоръчителната практика е да настроите термостата на умерена температура. Това минимизира честотата на цикъла на размразяване и времето за работа на резервната отоплителна система, намалявайки общата консумация на енергия.
Термопомпи с вградени мерки срещу студено време
Въздушните термопомпи от водещи производители обикновено са предназначени за външни температури до -4°F. Въпреки това, когато модулите са подобрени с мерки за студено време, техният работен обхват може да се простира под -10°F или дори -20°F. По-долу са някои общи конструктивни характеристики, използвани от производителите на термопомпи за смекчаване на въздействието на цикъла на размразяване:
Някои производители включват топлинни акумулатори, които могат да продължат да доставят топлина, когато термопомпата влезе в цикъл на размразяване.
Има и конфигурации с термопомпи, при които една от линиите на горещия хладилен агент циркулира през външното тяло, за да се предотврати замръзване. Цикълът на размразяване се активира само когато този ефект на нагряване не е достатъчен.
Когато една термопомпена система използва множество външни тела, те могат да бъдат програмирани да влизат в цикъла на размразяване последователно, а не едновременно. По този начин системата никога не губи пълния си отоплителен капацитет поради размразяване.
Външните тела могат да бъдат оборудвани и с корпуси, които предпазват уреда от директен снеговалеж. По този начин устройството трябва да се справя само с леда, който се образува директно върху намотките.
Въпреки че тези мерки не премахват напълно цикъла на размразяване, те могат да намалят въздействието му върху топлинната мощност. За да постигнете най-добри резултати с термопомпена система с въздушен източник, първата препоръчителна стъпка е оценка на местното време. По този начин може да се определи адекватна система от самото начало; което е по-просто и по-евтино от надграждането на неподходяща инсталация.
Допълнителни мерки за подобряване на ефективността на термопомпата
Наличието на енергийно ефективна термопомпена система намалява разходите за отопление и охлаждане. Въпреки това, самата сграда може да бъде проектирана така, че да минимизира нуждите от охлаждане през лятото и нуждите от отопление през зимата. Обвивката на сградата с подходяща изолация и херметичност минимизира нуждата от отопление и охлаждане в сравнение със сграда с лоша изолация и много изтичания на въздух.
Контролът на вентилацията също допринася за ефективността на отоплението и охлаждането, като регулира въздушния поток според нуждите на сградата. Когато вентилационните системи работят при пълен въздушен поток през цялото време, обемът на въздуха, който трябва да се кондиционира, е по-висок. От друга страна, ако вентилацията се регулира според заетостта, общият въздушен обем, който трябва да се климатизира, е по-малък.
Има широка гама от конфигурации за отопление и охлаждане, които могат да бъдат разположени в сгради. Но най-ниските разходи за собственост се постигат, когато инсталацията е оптимизирана според нуждите на сградата.
Статия от Майкъл Тобиас
Справка: Tobias, M. (nd). Моля, активирайте бисквитките. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Ако искате безпроблемни проблеми с ниска производителност при ниска околна температура на термопомпени продукти, ще се радваме да ви представим нашите термопомпи EVI въздушен източник! Вместо нормална -7 до 43 градуса C приложима околна температура, те са в състояние да работят при най-ниски до -25 градуса по Целзий. Чувствайте се свободни да се свържете с нас за повече информация!
Време на публикуване: 16 март 2022 г