Arbetsprincipen för värmepumpar i kalla klimat
Luftvärmepump är den vanligaste typen av värmepumpsteknik.Dessa system använder omgivande luft från utsidan av byggnaden som värmekälla eller radiator.
Värmepumpen arbetar i kylläge med samma process som luftkonditionering.Men i värmeläge använder systemet extern luft för att värma upp köldmediet.Värmepumpen komprimerar köldmediet för att producera hetare gas.Termisk energi rör sig inom byggnaden och frigörs genom inomhusenheter (eller genom rörsystem, beroende på systemets struktur).
En värmepump i kallt klimat håller dig varm hela vintern.
När köldmediet är betydligt lägre än utomhustemperaturen ger värmepumpen tillförlitlig uppvärmning.Vid milt väder kan värmepumpar i kallt klimat fungera med en verkningsgrad på upp till 400 % – med andra ord genererar de fyra gånger så mycket energi som förbrukas.
Ju kallare väder desto svårare är det förstås för värmepumpen att arbeta för att ge värme.Under en viss temperaturtröskel kommer systemets effektivitet att minska.Men det betyder inte att värmepumpar inte är lämpliga för temperaturer under fryspunkten.
Värmepumpar för kallt väder (även kända som värmepumpar med låg omgivningstemperatur) har innovativa funktioner som gör att de kan arbeta effektivt vid temperaturer under -30 grader.Dessa funktioner inkluderar:
Köldmedium för kallt väder
Alla luftvärmepumpar innehåller köldmedium, en förening som är mycket kallare än utomhusluft.Värmepumpar i kallt klimat använder vanligtvis köldmedier med lägre kokpunkter än traditionella värmepumpar.Dessa köldmedier kan fortsätta att strömma genom systemet vid låga omgivningstemperaturer och absorbera mer värme från den kalla luften.
Kompressor design
Under det senaste decenniet har tillverkare gjort förbättringar av kompressorer för att minska energin som krävs för drift och förbättra hållbarheten.Värmepumpar i kallt klimat använder vanligtvis variabla kompressorer som kan justera deras hastighet i realtid.Traditionella kompressorer med konstant hastighet är antingen "på" eller "av", vilket inte alltid är effektivt.
Variabla kompressorer kan arbeta med en låg procentandel av sin maximala hastighet i milt väder och sedan byta till högre hastigheter vid extrema temperaturer.Dessa växelriktare använder varken alla eller inga metoder, utan extraherar istället en lämplig mängd energi för att hålla inomhusutrymmet vid en behaglig temperatur.
Andra tekniska optimeringar
Även om alla värmepumpar använder samma grundläggande process för att överföra energi, kan olika tekniska förbättringar förbättra effektiviteten i denna process.Kallklimatvärmepumpar kan utnyttja minskat omgivande luftflöde, ökad kompressorkapacitet och förbättrad konfiguration av kompressionscykler.När storleken på systemet lämpar sig för tillämpning kan dessa typer av förbättringar kraftigt minska energikostnaderna, även under den kalla vintern i nordost, där värmepumpar nästan alltid är igång.
Jämförelse mellan värmepumpar och traditionella värmesystem i kallt klimat
Effektiviteten för värmepumpsuppvärmning mäts med Heating Season Performance Factor (HSPF), som dividerar den totala värmeeffekten under uppvärmningssäsongen (mätt i brittiska termiska enheter eller BTU) med den totala energiförbrukningen under den tidsperioden (mätt i kilowatt timmar).Ju högre HSPF, desto bättre effektivitet.
Värmepumpar i kallt klimat kan ge HSPF på 10 eller högre – med andra ord, de överför mycket mer energi än de förbrukar.Under sommarmånaderna växlar värmepumpen till kylläge och fungerar effektivt (eller mer effektivt) som den nya luftkonditioneringsenheten.
Värmepumpar med hög HSPF klarar kallt väder.Värmepumpar i kallt klimat kan fortfarande ge tillförlitlig värme vid temperaturer under -20 ° F, och många modeller är 100 % effektiva vid temperaturer under fryspunkten.På grund av det faktum att värmepumpar förbrukar mindre elektricitet vid milt väder är deras driftskostnader mycket lägre jämfört med traditionella system som förbränningsugnar och pannor.För byggherrar innebär detta betydande besparingar över tid.
Detta beror på att forcerad luftsystem som naturgasugnar måste generera värme, snarare än att överföra den från en plats till en annan.En helt ny högeffektiv ugn kan uppnå en bränsleutnyttjandegrad på 98 %, men även ineffektiva värmepumpssystem kan uppnå en verkningsgrad på 225 % eller högre.
Posttid: 2023-apr-17