Opvarmning og afkøling med en varmepumpe-del 2

Under opvarmningscyklussen tages varme fra udendørsluften og "pumpes" indendørs.

• Først passerer det flydende kølemiddel gennem ekspansionsanordningen og skifter til en lavtryksvæske/dampblanding. Den går derefter til udendørsspiralen, der fungerer som fordamper-spolen. Det flydende kølemiddel absorberer varme fra udeluften og koger og bliver til en lavtemperaturdamp.
• Denne damp passerer gennem vendeventilen til akkumulatoren, som opsamler eventuel resterende væske, før dampen kommer ind i kompressoren. Dampen bliver derefter komprimeret, hvilket reducerer dens volumen og får den til at varme op.
• Til sidst sender vendeventilen gassen, som nu er varm, til indendørsspolen, som er kondensatoren. Varmen fra den varme gas overføres til indeluften, hvilket får kølemidlet til at kondensere til en væske. Denne væske vender tilbage til ekspansionsanordningen, og cyklussen gentages. Indendørsspiralen er placeret i kanalsystemet tæt på ovnen.

Varmepumpens evne til at overføre varme fra udeluften til huset afhænger af udetemperaturen. Når denne temperatur falder, falder varmepumpens evne til at optage varme også. For mange luftvarmepumpeinstallationer betyder det, at der er en temperatur (kaldet det termiske balancepunkt), når varmepumpens varmekapacitet er lig med husets varmetab. Under denne udendørs omgivelsestemperatur kan varmepumpen kun levere en del af den varme, der kræves for at holde boligen behagelig, og der kræves tilskudsvarme.

Det er vigtigt at bemærke, at langt de fleste luftvarmepumper har en minimumsdriftstemperatur, under hvilken de ikke er i stand til at fungere. For nyere modeller kan dette variere fra mellem -15°C til -25°C. Under denne temperatur skal der anvendes et supplerende system til at give opvarmning til bygningen.

Afkølingscyklussen

Den ovenfor beskrevne cyklus er vendt for at køle huset om sommeren. Enheden tager varme ud af indeluften og afviser den udenfor.

• Som i opvarmningscyklussen passerer det flydende kølemiddel gennem ekspansionsanordningen og skifter til en lavtryksvæske/dampblanding. Det går derefter til den indendørs spiral, der fungerer som fordamper. Det flydende kølemiddel absorberer varme fra indeluften og koger og bliver til en lavtemperaturdamp.
• Denne damp passerer gennem vendeventilen til akkumulatoren, som opsamler eventuel resterende væske, og derefter til kompressoren. Dampen bliver derefter komprimeret, hvilket reducerer dens volumen og får den til at varme op.
• Til sidst passerer gassen, som nu er varm, gennem vendeventilen til udendørsspiralen, der fungerer som kondensator. Varmen fra den varme gas overføres til udeluften, hvilket får kølemidlet til at kondensere til en væske. Denne væske vender tilbage til ekspansionsanordningen, og cyklussen gentages.

Under afkølingscyklussen affugter varmepumpen også indeluften. Fugt i luften, der passerer over indendørsspolen, kondenserer på spolens overflade og opsamles i en gryde i bunden af ​​spolen. Et kondensafløb forbinder denne gryde med husets afløb.

Afrimningscyklussen

Hvis udetemperaturen falder til nær eller under frysepunktet, når varmepumpen kører i varmetilstand, vil fugt i luften, der passerer over den udvendige spiral, kondensere og fryse på den. Mængden af ​​frostopbygning afhænger af udendørstemperaturen og mængden af ​​fugt i luften.

Denne frostopbygning reducerer batteriets effektivitet ved at reducere dens evne til at overføre varme til kølemidlet. På et tidspunkt skal frosten fjernes. For at gøre dette skifter varmepumpen til afrimningstilstand. Den mest almindelige tilgang er:

• Først skifter vendeventilen enheden til køletilstand. Dette sender varm gas til udendørsspiralen for at smelte frosten. Samtidig lukkes udendørsventilatoren, som normalt blæser kold luft hen over spolen, for at reducere den varmemængde, der skal til for at smelte frosten.
• Mens dette sker, køler varmepumpen luften i kanalsystemet. Varmesystemet vil normalt opvarme denne luft, da den er fordelt i hele huset.

En af to metoder bruges til at bestemme, hvornår enheden går i afrimningstilstand:

• Efterspørgselsfrost-kontroller overvåger luftstrøm, kølemiddeltryk, luft- eller spoletemperatur og trykforskel over den udendørs spiral for at detektere frostakkumulering.
• Tid-temperatur afrimning startes og afsluttes af en forudindstillet intervaltimer eller en temperaturføler placeret på den udvendige spole. Cyklussen kan startes hvert 30., 60. eller 90. minut afhængigt af klimaet og systemets design.

Unødvendige afrimningscyklusser reducerer varmepumpens sæsonbestemte ydeevne. Som følge heraf er efterspørgselsfrost-metoden generelt mere effektiv, da den kun starter afrimningscyklussen, når det er nødvendigt.

Supplerende varmekilder

Da luftvarmepumper har en minimum udendørs driftstemperatur (mellem -15°C til -25°C) og reduceret varmekapacitet ved meget kolde temperaturer, er det vigtigt at overveje en supplerende varmekilde til luftvarmepumpedrift. Tilskudsvarme kan også være påkrævet, når varmepumpen afrimer. Forskellige muligheder er tilgængelige:

• Alt elektrisk: I denne konfiguration er varmepumpedriften suppleret med elektriske modstandselementer placeret i kanalsystemet eller med elektriske fodlister. Disse modstandselementer er mindre effektive end varmepumpen, men deres evne til at give opvarmning er uafhængig af udetemperaturen.
• Hybridsystem: I et hybridsystem bruger luftkildevarmepumpen et supplerende system såsom en ovn eller kedel. Denne mulighed kan bruges i nye installationer, og er også en god mulighed, hvor en varmepumpe tilføjes et eksisterende system, for eksempel når en varmepumpe installeres som erstatning for et centralt klimaanlæg.

Se det sidste afsnit af denne brochure, Relateret udstyr, for mere information om systemer, der bruger supplerende varmekilder. Der kan du finde diskussion af muligheder for, hvordan du programmerer dit anlæg til overgang mellem varmepumpebrug og supplerende varmekildeanvendelse.

Energieffektivitetsovervejelser

For at understøtte forståelsen af ​​dette afsnit henvises til det tidligere afsnit kaldet En introduktion til varmepumpeeffektivitet for en forklaring af, hvad HSPF'er og SEER'er repræsenterer.

I Canada foreskriver energieffektivitetsbestemmelser en mindste sæsonbestemt effektivitet i opvarmning og afkøling, der skal opnås, for at produktet kan sælges på det canadiske marked. Ud over disse regler kan din provins eller dit område have strengere krav.

Minimumsydelse for Canada som helhed og typiske intervaller for markedstilgængelige produkter er opsummeret nedenfor for opvarmning og køling. Det er vigtigt også at kontrollere, om der er yderligere regler i dit område, før du vælger dit system.

Køling sæsonpræstation, SEER:

• Minimum SEER (Canada): 14
• Rækkevidde, SEER i markedstilgængelige produkter: 14 til 42

Heating Seasonal Performance, HSPF

• Minimum HSPF (Canada): 7,1 (for region V)
• Rækkevidde, HSPF i markedstilgængelige produkter: 7,1 til 13,2 (for region V)

Bemærk: HSPF-faktorer er angivet for AHRI Climate Zone V, som har et lignende klima som Ottawa. Den faktiske sæsonbestemte effektivitet kan variere afhængigt af din region. En ny ydeevnestandard, der sigter mod bedre at repræsentere disse systemers ydeevne i canadiske regioner, er i øjeblikket under udvikling.

De faktiske SEER- eller HSPF-værdier afhænger af en række faktorer, primært relateret til varmepumpedesign. Den nuværende ydeevne har udviklet sig markant i løbet af de sidste 15 år, drevet af nye udviklinger inden for kompressorteknologi, varmevekslerdesign og forbedret kølemiddelflow og -styring.

Varmepumper med enkelt hastighed og variabel hastighed

Af særlig betydning, når man overvejer effektivitet, er den rolle, som nye kompressordesigns spiller for at forbedre sæsonpræstationen. Typisk er enheder, der opererer ved det minimum foreskrevne SEER og HSPF, karakteriseret ved enkelthastigheds varmepumper. Luftvarmepumper med variabel hastighed er nu tilgængelige, der er designet til at variere systemets kapacitet, så de i højere grad matcher husets varme-/kølebehov på et givet tidspunkt. Dette hjælper med at opretholde maksimal effektivitet på alle tidspunkter, også under mildere forhold, hvor der er lavere efterspørgsel på systemet.

For nylig er luftvarmepumper, der er bedre tilpasset til drift i det kolde canadiske klima, blevet introduceret på markedet. Disse systemer, ofte kaldet koldt klima varmepumper, kombinerer kompressorer med variabel kapacitet med forbedrede varmevekslerdesign og kontroller for at maksimere varmekapaciteten ved koldere lufttemperaturer, samtidig med at høj effektivitet opretholdes under mildere forhold. Disse typer systemer har typisk højere SEER- og HSPF-værdier, hvor nogle systemer når SEER'er op til 42, og HSPF'er nærmer sig 13.

Certificering, standarder og vurderingsskalaer

Canadian Standards Association (CSA) verificerer i øjeblikket alle varmepumper for elektrisk sikkerhed. En præstationsstandard specificerer test og testbetingelser, ved hvilke varmepumpens varme- og kølekapacitet og effektivitet bestemmes. Ydelsesteststandarderne for luftkildevarmepumper er CSA C656, som (fra 2014) er blevet harmoniseret med ANSI/AHRI 210/240-2008, Performance Rating of Unitary Air-Conditioning & Air-Source Heat Pump Equipment. Den erstatter også CAN/CSA-C273.3-M91, Performance Standard for Split-System Central Air-Conditioners og varmepumper.

Størrelsesovervejelser

For at dimensionere dit varmepumpesystem passende, er det vigtigt at forstå dit hjems varme- og kølebehov. Det anbefales, at en opvarmnings- og køletekniker ansættes til at foretage de nødvendige beregninger. Opvarmnings- og afkølingsbelastninger bør bestemmes ved at bruge en anerkendt dimensioneringsmetode, såsom CSA F280-12, "Bestemmelse af den påkrævede kapacitet for opvarmnings- og køleapparater til boliger."

Dimensioneringen af ​​dit varmepumpesystem bør foretages i overensstemmelse med dit klima, varme- og kølebygningsbelastninger og målene for din installation (f.eks. maksimering af varmeenergibesparelser i forhold til at fortrænge et eksisterende system i visse perioder af året). For at hjælpe med denne proces har NRCan udviklet en luftkildevarmepumpestørrelses- og valgvejledning. Denne vejledning er sammen med et ledsagende softwareværktøj beregnet til energirådgivere og mekaniske designere og er frit tilgængelig for at give vejledning om passende dimensionering.

Hvis en varmepumpe er underdimensioneret, vil du bemærke, at det supplerende varmeanlæg vil blive brugt hyppigere. Selvom et underdimensioneret system stadig vil fungere effektivt, får du muligvis ikke de forventede energibesparelser på grund af en høj brug af et supplerende varmesystem.

Ligeledes, hvis en varmepumpe er overdimensioneret, kan den ønskede energibesparelse muligvis ikke realiseres på grund af ineffektiv drift under mildere forhold. Mens det supplerende varmesystem fungerer sjældnere, under varmere omgivelsesforhold, producerer varmepumpen for meget varme, og enheden tænder og slukker, hvilket fører til ubehag, slid på varmepumpen og stand-by strømforbrug. Det er derfor vigtigt at have en god forståelse for din varmebelastning og hvad varmepumpens driftsegenskaber er for at opnå optimale energibesparelser.

Andre udvælgelseskriterier

Bortset fra dimensionering bør flere yderligere præstationsfaktorer overvejes:

• HSPF: Vælg en enhed med så høj en HSPF som praktisk muligt. For enheder med sammenlignelige HSPF-klassificeringer skal du kontrollere deres steady-state-klassificeringer ved –8,3°C, den lave temperaturklassificering. Enheden med den højeste værdi vil være den mest effektive i de fleste regioner i Canada.
• Afrimning: Vælg en enhed med behovs-afrimningsstyring. Dette minimerer afrimningscyklusser, hvilket reducerer supplerende og varmepumpes energiforbrug.
• Lydvurdering: Lyd måles i enheder kaldet decibel (dB). Jo lavere værdi, jo lavere lydeffekt udsendes af udendørsenheden. Jo højere decibelniveauet er, jo højere er støjen. De fleste varmepumper har en lydstyrke på 76 dB eller derunder.

Installationsovervejelser

Luftvarmepumper bør installeres af en kvalificeret entreprenør. Rådfør dig med en lokal opvarmnings- og kølespecialist for at dimensionere, installere og vedligeholde dit udstyr for at sikre effektiv og pålidelig drift. Hvis du ønsker at implementere en varmepumpe til at erstatte eller supplere din centralovn, skal du være opmærksom på, at varmepumper generelt arbejder ved højere luftstrømme end ovnsystemer. Afhængigt af størrelsen på din nye varmepumpe kan det være nødvendigt at foretage nogle ændringer af dit kanalsystem for at undgå ekstra støj og blæserenergiforbrug. Din entreprenør vil være i stand til at vejlede dig i din konkrete sag.

Omkostningerne ved at installere en luftvarmepumpe afhænger af typen af ​​system, dine designmål og eventuelt eksisterende varmeudstyr og kanalsystemer i dit hjem. I nogle tilfælde kan der være behov for yderligere ændringer af kanalsystemet eller elektriske tjenester for at understøtte din nye varmepumpeinstallation.

Driftsovervejelser

Du bør være opmærksom på flere vigtige ting, når du betjener din varmepumpe:

• Optimer varmepumpe og supplerende systemsætpunkter. Hvis du har et elektrisk supplerende system (f.eks. fodlister eller modstandselementer i kanalen), skal du sørge for at bruge et lavere temperaturindstillingspunkt for dit supplerende system. Dette vil bidrage til at maksimere mængden af ​​varme, varmepumpen leverer til dit hjem, og sænke dit energiforbrug og forbrugsregninger. Et sætpunkt på 2°C til 3°C under indstillingspunktet for varmepumpens varmetemperatur anbefales. Kontakt din installatør om det optimale sætpunkt for dit system.
• Indstil til en effektiv afrimning. Du kan reducere energiforbruget ved at have dit system sat op til at slukke for den indendørs ventilator under afrimningscyklusser. Dette kan udføres af din installatør. Det er dog vigtigt at bemærke, at afrimning kan tage lidt længere tid med denne opsætning.
• Minimer temperaturfald. Varmepumper har en langsommere respons end ovnsystemer, så de har sværere ved at reagere på dybe temperaturfald. Der bør anvendes moderate tilbageslag på ikke mere end 2°C, eller der bør anvendes en "smart" termostat, der tænder systemet tidligt i forventning om genopretning efter tilbageslag. Igen, kontakt din installatør om den optimale sænkningstemperatur for dit system.
• Optimer din luftstrømsretning. Hvis du har en vægmonteret indendørsenhed, kan du overveje at justere luftstrømmens retning for at maksimere din komfort. De fleste producenter anbefaler, at luftstrømmen rettes nedad ved opvarmning og mod beboerne under køling.
• Optimer blæserindstillinger. Sørg også for at justere blæserindstillingerne for at maksimere komforten. For at maksimere varmepumpens leverede varme anbefales det at indstille ventilatorhastigheden til høj eller 'Auto'. Under afkøling, for også at forbedre affugtningen, anbefales den 'lave' blæserhastighed.

Vedligeholdelsesovervejelser

Korrekt vedligeholdelse er afgørende for at sikre, at din varmepumpe fungerer effektivt, pålideligt og har en lang levetid. Du bør have en kvalificeret entreprenør til at udføre årlig vedligeholdelse på din enhed for at sikre, at alt er i god stand.

Udover årlig vedligeholdelse er der et par enkle ting, du kan gøre for at sikre pålidelig og effektiv drift. Sørg for at skifte eller rense dit luftfilter hver 3. måned, da tilstoppede filtre vil mindske luftstrømmen og reducere effektiviteten af ​​dit system. Sørg også for, at ventilationsåbninger og luftkanaler i dit hjem ikke er blokeret af møbler eller tæpper, da utilstrækkelig luftstrøm til eller fra din enhed kan forkorte udstyrets levetid og reducere systemets effektivitet.

Driftsomkostninger

Energibesparelsen ved at installere en varmepumpe kan være med til at reducere dine månedlige energiregninger. At opnå en reduktion af dine energiregninger afhænger i høj grad af prisen på elektricitet i forhold til andre brændsler såsom naturgas eller fyringsolie, og, i eftermonteringsapplikationer, hvilken type system der udskiftes.

Varmepumper har generelt en højere pris sammenlignet med andre systemer såsom ovne eller elektriske fodlister på grund af antallet af komponenter i systemet. I nogle regioner og tilfælde kan denne ekstra omkostning hentes ind på relativt kort tid gennem besparelser i forsyningsomkostninger. I andre regioner kan varierende forbrugssatser dog forlænge denne periode. Det er vigtigt at samarbejde med din entreprenør eller energirådgiver for at få et overslag over økonomien ved varmepumper i dit område, og de potentielle besparelser du kan opnå.

Forventet levetid og garantier

Luftvarmepumper har en levetid på mellem 15 og 20 år. Kompressoren er den kritiske komponent i systemet.

De fleste varmepumper er dækket af et års garanti på reservedele og arbejdskraft og yderligere fem til ti års garanti på kompressoren (kun for dele). Men garantierne varierer mellem producenterne, så tjek det med småt.

Bemærkning:

Nogle af artiklerne er hentet fra internettet. Hvis der er nogen overtrædelse, bedes du kontakte os for at slette den. Hvis du er interesseret i varmepumpeprodukter, er du velkommen til at kontakte OSB varmepumpefirma, vi er dit bedste valg.