Verhitting en verkoeling met 'n hittepomp-deel 1

Inleiding

As jy opsies ondersoek om jou huis te verhit en af ​​te koel of jou energierekeninge te verminder, wil jy dalk 'n hittepompstelsel oorweeg. Hittepompe is 'n bewese en betroubare tegnologie in Kanada, wat in staat is om die hele jaar geriefsbeheer vir jou huis te verskaf deur hitte in die winter te verskaf, in die somer te verkoel, en in sommige gevalle warm water vir jou huis te verhit.

Warmtepompe kan 'n uitstekende keuse wees in 'n verskeidenheid toepassings, en vir beide nuwe huise en heraanpassing van bestaande verhitting- en verkoelingstelsels. Hulle is ook 'n opsie wanneer bestaande lugversorgingstelsels vervang word, aangesien die inkrementele koste om van 'n net-verkoelingstelsel na 'n hittepomp te beweeg dikwels redelik laag is. Gegewe die rykdom van verskillende stelseltipes en opsies, kan dit dikwels moeilik wees om te bepaal of ’n hittepomp die regte opsie vir jou huis is.

As jy 'n hittepomp oorweeg, het jy waarskynlik 'n aantal vrae, insluitend:

• Watter tipe hittepompe is beskikbaar?
• Hoeveel van my jaarlikse verwarming- en verkoelingsbehoeftes kan 'n hittepomp voorsien?
• Watter grootte hittepomp benodig ek vir my huis en toepassing?
• Hoeveel kos hittepompe in vergelyking met ander stelsels, en hoeveel kan ek op my energierekening bespaar?
• Sal ek bykomende wysigings aan my huis moet maak?
• Hoeveel diens sal die stelsel benodig?

Hierdie boekie verskaf belangrike feite oor hittepompe om jou te help om meer ingelig te wees en jou te ondersteun om die regte keuse vir jou huis te maak. Deur hierdie vrae as 'n gids te gebruik, beskryf hierdie boekie die mees algemene tipes hittepompe, en bespreek die faktore betrokke by die keuse, installering, bedryf en instandhouding van 'n hittepomp.

Bestemde gehoor

Hierdie boekie is bedoel vir huiseienaars wat op soek is na agtergrondinligting oor hittepomptegnologieë om ingeligte besluitneming rakende stelselkeuse en -integrasie, bedryf en instandhouding te ondersteun. Die inligting wat hier verskaf word, is algemeen, en spesifieke besonderhede kan verskil na gelang van jou installasie en stelseltipe. Hierdie boekie moet nie die werk met 'n kontrakteur of energie-adviseur vervang nie, wat sal verseker dat jou installasie aan jou behoeftes en verlangde doelwitte voldoen.

'n Nota oor energiebestuur in die huis

Hittepompe is baie doeltreffende verhitting- en verkoelingstelsels en kan jou energiekoste aansienlik verminder. As u aan die huis as 'n stelsel dink, word aanbeveel dat hitteverliese vanaf u huis tot die minimum beperk word vanaf areas soos luglekkasie (deur krake, gate), swak geïsoleerde mure, plafonne, vensters en deure.

Deur eers hierdie probleme aan te pak, kan jy 'n kleiner hittepompgrootte gebruik, waardeur hittepomptoerustingkoste verminder en jou stelsel meer doeltreffend laat werk.

'n Aantal publikasies wat verduidelik hoe om dit te doen is beskikbaar by Natural Resources Canada.

Wat is 'n hittepomp, en hoe werk dit?

Hittepompe is 'n bewese tegnologie wat al dekades lank gebruik word, beide in Kanada en wêreldwyd, om doeltreffend verwarming, verkoeling en in sommige gevalle warm water aan geboue te verskaf. Trouens, dit is waarskynlik dat jy daagliks met hittepomptegnologie omgaan: yskaste en lugversorgers werk volgens dieselfde beginsels en tegnologie. Hierdie afdeling bied die basiese beginsels van hoe 'n hittepomp werk, en stel verskillende stelseltipes bekend.

Hittepomp Basiese konsepte

'n Warmtepomp is 'n elektries aangedrewe toestel wat hitte uit 'n lae temperatuur plek ('n bron) onttrek en dit na 'n hoër temperatuur plek ('n wasbak) lewer.

Om hierdie proses te verstaan, dink aan 'n fietsrit oor 'n heuwel: Geen moeite word vereis om van die bopunt van die heuwel na onder te gaan nie, aangesien die fiets en ruiter natuurlik van 'n hoë plek na 'n laer een sal beweeg. Om die heuwel op te gaan verg egter baie meer werk, aangesien die fiets teen die natuurlike bewegingsrigting beweeg.

Op soortgelyke wyse vloei hitte natuurlik van plekke met hoër temperature na plekke met laer temperature (bv. in die winter gaan hitte van binne die gebou na buite verlore). 'n Hittepomp gebruik bykomende elektriese energie om die natuurlike vloei van hitte teen te werk, en pomp die energie wat beskikbaar is in 'n kouer plek na 'n warmer een.

So, hoe verhit of verkoel 'n hittepomp jou huis? Soos energie uit 'n bron onttrek word, word die temperatuur van die bron verlaag. As die huis as die bron gebruik word, sal termiese energie verwyder word, wat hierdie spasie verkoel. Dit is hoe 'n hittepomp in verkoelingsmodus werk, en is dieselfde beginsel wat deur lugversorgers en yskaste gebruik word. Net so, soos energie by 'n wasbak gevoeg word, verhoog die temperatuur daarvan. As die huis as 'n wasbak gebruik word, sal termiese energie bygevoeg word, wat die spasie verhit. ’n Hittepomp is ten volle omkeerbaar, wat beteken dat dit jou huis sowel kan verhit as afkoel, wat die hele jaar gerief bied.

Bronne en wasbakke vir hittepompe

Die keuse van die bron en wasbak vir jou hittepompstelsel gaan baie in die bepaling van die werkverrigting, kapitaalkoste en bedryfskoste van jou stelsel. Hierdie afdeling bied 'n kort oorsig van algemene bronne en wasbakke vir residensiële toepassings in Kanada.

Bronne: Twee bronne van termiese energie word die meeste gebruik om huise met hittepompe in Kanada te verhit:

• Lugbron: Die hittepomp trek hitte uit die buitelug gedurende die verhittingseisoen en verwerp hitte buite gedurende die somerverkoelingsseisoen.
• Dit mag dalk verbasend wees om te weet dat selfs wanneer buitetemperature koud is, nog baie energie beskikbaar is wat onttrek en by die gebou afgelewer kan word. Byvoorbeeld, die hitte-inhoud van lug by -18°C is gelyk aan 85% van die hitte wat by 21°C voorkom. Dit laat die hittepomp toe om 'n goeie mate van verwarming te verskaf, selfs tydens kouer weer.
• Lugbronstelsels is die algemeenste op die Kanadese mark, met meer as 700 000 geïnstalleerde eenhede regoor Kanada.
• Hierdie tipe stelsel word in meer besonderhede in die Lugbron-hittepompe-afdeling bespreek.
• Grondbron: 'n Grondbron-hittepomp gebruik die aarde, grondwater, of beide as die bron van hitte in die winter, en as 'n reservoir om hitte wat in die somer uit die huis verwyder word, te verwerp.
• Hierdie hittepompe is minder algemeen as lugbron-eenhede, maar word meer algemeen in alle provinsies van Kanada gebruik. Hul primêre voordeel is dat hulle nie onderhewig is aan uiterste temperatuurskommelings nie, en die grond as 'n konstante temperatuurbron gebruik, wat lei tot die mees energiedoeltreffende tipe hittepompstelsel.
• Hierdie tipe stelsel word in meer besonderhede in die Grondbron-hittepompe-afdeling bespreek.

Wasbakke: Twee wasbakke vir termiese energie word die meeste gebruik om huise met hittepompe in Kanada te verhit:

• Binnelug word deur die hittepomp verhit. Dit kan gedoen word deur: Water binne die gebou word verhit. Hierdie water kan dan gebruik word om terminaalstelsels soos verkoelers, 'n stralende vloer of waaierspoeleenhede via 'n hidroniese stelsel te bedien.
  • 'n Sentraal geleide stelsel of
  • 'n Kanaallose binnenshuise eenheid, soos 'n muurgemonteerde eenheid.

'n Inleiding tot hittepompdoeltreffendheid

Oonde en ketels verskaf ruimteverhitting deur hitte by die lug te voeg deur die verbranding van 'n brandstof soos aardgas of stookolie. Alhoewel doeltreffendheid voortdurend verbeter het, bly dit steeds onder 100%, wat beteken dat nie al die beskikbare energie van verbranding gebruik word om die lug te verhit nie.

Hittepompe werk op 'n ander beginsel. Die elektrisiteitstoevoer in die hittepomp word gebruik om termiese energie tussen twee plekke oor te dra. Dit laat die hittepomp toe om meer doeltreffend te werk, met tipiese doeltreffendheid ver oor

100%, dit wil sê meer termiese energie word geproduseer as die hoeveelheid elektriese energie wat gebruik word om dit te pomp.

Dit is belangrik om daarop te let dat die doeltreffendheid van die hittepomp grootliks afhang van die temperature van die bron en wasbak. Net soos 'n steiler heuwel meer moeite verg om op 'n fiets te klim, vereis groter temperatuurverskille tussen die bron en sink van die hittepomp dat dit harder werk, en dit kan doeltreffendheid verminder. Die bepaling van die regte grootte van hittepomp om seisoenale doeltreffendheid te maksimeer, is van kritieke belang. Hierdie aspekte word in meer besonderhede in die Lugbron Hittepompe en Grondbron Hittepompe afdelings bespreek.

Doeltreffendheidsterminologie

'n Verskeidenheid doeltreffendheidsmaatstawwe word in vervaardigerkatalogusse gebruik, wat die begrip van stelselwerkverrigting ietwat verwarrend kan maak vir 'n eerstekeerkoper. Hieronder is 'n uiteensetting van 'n paar algemeen gebruikte doeltreffendheidsterme:

Bestendige-toestand-metrieke: Hierdie maatstawwe beskryf hittepompdoeltreffendheid in 'n 'bestendige toestand', dit wil sê, sonder werklike skommelinge in seisoen en temperatuur. As sodanig kan hul waarde aansienlik verander namate bron- en sinktemperature, en ander operasionele parameters, verander. Bestendige toestand-statistieke sluit in:

Werkverrigtingskoëffisiënt (COP): Die COP is 'n verhouding tussen die tempo waarteen die hittepomp termiese energie (in kW) oordra, en die hoeveelheid elektriese krag wat benodig word om die pomp te doen (in kW). Byvoorbeeld, as 'n hittepomp 1kW elektriese energie gebruik om 3 kW hitte oor te dra, sal die COP 3 wees.

Energiedoeltreffendheidverhouding (EER): Die EER is soortgelyk aan die COP, en beskryf die bestendige-toestand verkoelingsdoeltreffendheid van 'n hittepomp. Dit word bepaal deur die verkoelingskapasiteit van die hittepomp in Btu/h te deel deur die elektriese energie-insette in Watt (W) by 'n spesifieke temperatuur. EER word streng geassosieer met die beskrywing van die bestendige-toestand verkoelingsdoeltreffendheid, anders as COP wat gebruik kan word om die doeltreffendheid van 'n hittepomp in verhitting sowel as verkoeling uit te druk.

Seisoenale prestasiemaatstawwe: Hierdie maatstawwe is ontwerp om 'n beter skatting van werkverrigting oor 'n verhitting- of afkoelseisoen te gee, deur die "werklike" variasies in temperature oor die seisoen in te sluit.

Seisoenale statistieke sluit in:

• Verhitting seisoenale prestasiefaktor (HSPF): HSPF is 'n verhouding van hoeveel energie die hittepomp aan die gebou lewer oor die volle verhittingseisoen (in Btu), tot die totale energie (in wattuur) wat dit oor dieselfde tydperk gebruik.

Weerdata-kenmerke van langtermyn klimaatstoestande word gebruik om die verhittingseisoen voor te stel in die berekening van die HSPF. Hierdie berekening is egter tipies beperk tot 'n enkele streek, en verteenwoordig dalk nie prestasie regoor Kanada ten volle nie. Sommige vervaardigers kan op versoek 'n HSPF vir 'n ander klimaatstreek verskaf; HSPF's word egter tipies vir Streek 4 gerapporteer, wat klimaat soortgelyk aan die Midwestelike VSA verteenwoordig. Streek 5 sou die meeste van die suidelike helfte van die provinsies in Kanada dek, vanaf die binneland van BC tot by New Brunswick. Voetnoot1.

• Seisoenale energiedoeltreffendheidverhouding (SEER): SEER meet die verkoelingsdoeltreffendheid van die hittepomp oor die hele verkoelingsseisoen. Dit word bepaal deur die totale verkoeling wat oor die verkoelingseisoen verskaf word (in Btu) te deel deur die totale energie wat die hittepomp gedurende daardie tyd (in Watt-ure) gebruik. Die SEER is gebaseer op 'n klimaat met 'n gemiddelde somertemperatuur van 28°C.

Belangrike terminologie vir hittepompstelsels

Hier is 'n paar algemene terme wat jy kan teëkom terwyl jy hittepompe ondersoek.

Hittepompstelselkomponente

Die koelmiddel is die vloeistof wat deur die hittepomp sirkuleer en hitte afwisselend absorbeer, vervoer en vrystel. Afhangende van die ligging daarvan, kan die vloeistof vloeibaar, gasvormig of 'n gas/dampmengsel wees

Die omkeerklep beheer die vloeirigting van die koelmiddel in die hittepomp en verander die hittepomp van verhitting na verkoelingsmodus of omgekeerd.

'n Spoel is 'n lus, of lusse, van buise waar hitte-oordrag tussen die bron/wasbak en koelmiddel plaasvind. Die buis kan vinne hê om die oppervlakte beskikbaar vir hitte-uitruiling te vergroot.

Die verdamper is 'n spoel waarin die koelmiddel hitte uit sy omgewing absorbeer en kook om 'n lae-temperatuur damp te word. Soos die koelmiddel van die omkeerklep na die kompressor beweeg, versamel die akkumulator enige oortollige vloeistof wat nie in 'n gas verdamp het nie. Nie alle hittepompe het egter 'n akkumulator nie.

Die kompressor druk die molekules van die koelmiddelgas saam, wat die temperatuur van die koelmiddel verhoog. Hierdie toestel help om termiese energie tussen die bron en wasbak oor te dra.

Die kondensor is 'n spoel waarin die koelmiddel hitte aan sy omgewing afgee en 'n vloeistof word.

Die uitbreidingstoestel verlaag die druk wat deur die kompressor geskep word. Dit veroorsaak dat die temperatuur daal, en die koelmiddel word 'n lae-temperatuur damp/vloeistof mengsel.

Die buite-eenheid is waar hitte oorgedra word na/van die buitelug in 'n lugbron hittepomp. Hierdie eenheid bevat gewoonlik 'n hitteruilerspoel, die kompressor en die uitbreidingsklep. Dit lyk en werk op dieselfde manier as die buiteluggedeelte van 'n lugversorger.

Die binnenshuise spoel is waar hitte oorgedra word na/van binnenshuise lug in sekere tipes lugbron-hittepompe. Oor die algemeen bevat die binnenshuise eenheid 'n hitteruilerspoel, en kan ook 'n bykomende waaier insluit om verhitte of afgekoelde lug na die besette ruimte te sirkuleer.

Die plenum, wat slegs in kanaalinstallasies gesien word, is deel van die lugverspreidingsnetwerk. Die plenum is 'n lugkompartement wat deel vorm van die stelsel vir die verspreiding van verhitte of verkoelde lug deur die huis. Dit is gewoonlik 'n groot kompartement direk bo of om die hitteruiler.

Ander bepalings

Meeteenhede vir kapasiteit, of kragverbruik:

• 'n Btu/h, of Britse termiese eenheid per uur, is 'n eenheid wat gebruik word om die hitte-uitset van 'n verwarmingstelsel te meet. Een Btu is die hoeveelheid hitte-energie wat deur 'n tipiese verjaardagkers afgegee word. As hierdie hitte-energie in die loop van een uur vrygestel word, sal dit die ekwivalent van een Btu/h wees.
• 'n KW, of kilowatt, is gelyk aan 1000 watt. Dit is die hoeveelheid krag wat tien 100-watt gloeilampe benodig.
• 'n Ton is 'n maatstaf van hittepompkapasiteit. Dit is gelykstaande aan 3,5 kW of 12 000 Btu/h.

Lugbron hittepompe

Lugbron-hittepompe gebruik die buitelug as 'n bron van termiese energie in verwarmingsmodus, en as 'n wasbak om energie te verwerp wanneer in verkoelingsmodus. Hierdie tipe stelsels kan oor die algemeen in twee kategorieë geklassifiseer word:

Lug-lug hittepompe. Hierdie eenhede verhit of verkoel die lug binne jou huis, en verteenwoordig die oorgrote meerderheid van lugbron-hittepompintegrasies in Kanada. Hulle kan verder geklassifiseer word volgens die tipe installasie:

• Geleiding: Die binnespoel van die hittepomp is in 'n kanaal geleë. Lug word verhit of afgekoel deur oor die spoel te beweeg, voordat dit via die kanale na verskillende plekke in die huis versprei word.
• Leidloos: Die binnespoel van die hittepomp is in 'n binnenshuise eenheid geleë. Hierdie binnenshuise eenhede is oor die algemeen op die vloer of muur van 'n besette ruimte geleë, en verhit of verkoel die lug in daardie ruimte direk. Onder hierdie eenhede kan jy die terme mini- en multi-split sien:
  • Mini-Split: 'n Enkel binne-eenheid is binne die huis geleë, bedien deur 'n enkele buite-eenheid.
  • Multi-Split: Veelvuldige binne-eenhede is in die huis geleë en word bedien deur 'n enkele buite-eenheid.

Lug-lugstelsels is meer doeltreffend wanneer die temperatuurverskil tussen binne en buite kleiner is. As gevolg hiervan probeer lug-lug hittepompe oor die algemeen om hul doeltreffendheid te optimaliseer deur 'n groter volume warm lug te verskaf, en daardie lug te verhit tot 'n laer temperatuur (normaalweg tussen 25 en 45°C). Dit staan ​​in kontras met oondstelsels, wat 'n kleiner volume lug lewer, maar daardie lug verhit tot hoër temperature (tussen 55°C en 60°C). As jy oorskakel na 'n hittepomp uit 'n oond, kan jy dit dalk sien wanneer jy jou nuwe hittepomp begin gebruik.

Lug-water-hittepompe: Minder algemeen in Kanada, lug-water-hittepompe verhit of koel water, en word gebruik in huise met hidroniese (water-gebaseerde) verspreidingstelsels soos lae-temperatuur verkoelers, stralende vloere of waaierspoeleenhede. In verwarmingsmodus verskaf die hittepomp termiese energie aan die hidroniese stelsel. Hierdie proses word omgekeer in verkoelingsmodus, en termiese energie word uit die hitroniese stelsel onttrek en na die buitelug verwerp.

Bedryfstemperature in die hitroniese stelsel is krities wanneer lug-water hittepompe geëvalueer word. Lug-water hittepompe werk meer doeltreffend wanneer die water verhit word tot laer temperature, dit wil sê onder 45 tot 50°C, en as sodanig pas dit beter by stralende vloere of waaierspoelstelsels. Sorg moet gedra word as dit oorweeg word om die gebruik daarvan met hoë temperatuur verkoelers wat watertemperature bo 60°C vereis, aangesien hierdie temperature oor die algemeen die grense van die meeste residensiële hittepompe oorskry.

Groot voordele van lugbron-hittepompe

Die installering van 'n lugbron-hittepomp kan jou 'n aantal voordele bied. Hierdie afdeling ondersoek hoe lugbron-hittepompe jou huishoudelike energievoetspoor kan bevoordeel.

Doeltreffendheid

Die grootste voordeel van die gebruik van 'n lugbron-hittepomp is die hoë doeltreffendheid wat dit in verhitting kan bied in vergelyking met tipiese stelsels soos oonde, ketels en elektriese plintborde. By 8°C wissel die werkverrigtingskoëffisiënt (COP) van lugbron-hittepompe tipies van tussen 2,0 en 5,4. Dit beteken dat, vir eenhede met 'n COP van 5, 5 kilowattuur (kWh) se hitte oorgedra word vir elke kWh elektrisiteit wat aan die hittepomp verskaf word. Soos die buitelugtemperatuur daal, is COP's laer, aangesien die hittepomp oor 'n groter temperatuurverskil tussen die binne- en buiteruimte moet werk. By –8°C kan COP's wissel van 1,1 tot 3,7.

Op 'n seisoenale basis kan die verhitting seisoenale prestasiefaktor (HSPF) van markbeskikbare eenhede wissel van 7,1 tot 13,2 (Streek V). Dit is belangrik om daarop te let dat hierdie HSPF skattings is vir 'n gebied met 'n klimaat soortgelyk aan Ottawa. Werklike besparings is hoogs afhanklik van die ligging van jou hittepompinstallasie.

Energiebesparing

Die hoër doeltreffendheid van die hittepomp kan lei tot aansienlike vermindering van energieverbruik. Werklike besparings in jou huis sal afhang van 'n aantal faktore, insluitend jou plaaslike klimaat, doeltreffendheid van jou huidige stelsel, grootte en tipe hittepomp, en die beheerstrategie. Baie aanlyn sakrekenaars is beskikbaar om 'n vinnige skatting te gee van hoeveel energiebesparing jy vir jou spesifieke toepassing kan verwag. NRCan se ASHP-Eval-instrument is vrylik beskikbaar en kan deur installeerders en meganiese ontwerpers gebruik word om te help met raad oor jou situasie.

Hoe werk 'n lugbron-hittepomp?

Transkripsie

’n Lugbron-hittepomp het drie siklusse:

• Die Verhittingsiklus: Die verskaffing van termiese energie aan die gebou
• Die Verkoelingsiklus: Verwydering van termiese energie uit die gebou
• Die Ontdooi-siklus: Verwydering van ryp
• opbou op buitespoele

Die Verhittingsiklus

Opmerking:

Sommige van die artikels is van die internet af geneem. As daar enige oortreding is, kontak ons ​​asseblief om dit uit te vee. As jy interessant is in hittepompprodukte, kontak asseblief die OSB-hittepompmaatskappy, ons is jou beste keuse.