5 סוגי משאבות החום לחימום וקירור לבית

אם אתה שוקל א מערכת משאבות חום במקום תנור (או דוד) מסורתי ומזגן לחימום וקירור הבית, יהיו לך כמה סוגים של משאבות חום לבחירה. משאבות חום שונות ממערכות חימום / קירור מסורתיות מכיוון שהן מיועדות להעביר חום מחוץ לבית (או להיפך) אלא לייצר חום. מסיבה זו, הם חסכוניים הרבה יותר באנרגיה ממערכות שריפת דלק - אך יש להם מגבלות שכן הם עשויים שלא לעבוד טוב מאוד באקלים חם או קר במיוחד.

במסגרת עיקרון כללי זה של חום נע, הסוגים השונים של משאבות חום משתנים בעיצובם, עם חלקם שימוש באוויר החיצוני כמקור החום ואחרים המשתמשים בכדור הארץ עצמו או בגוף מים כחום מָקוֹר.

1. משאבות חום מקור אוויר

עיקרון ההפעלה של משאבת חום מקור אוויר דומה למדי להפעלת מזגן מרכזי, מזגן חלונות או אפילו מקרר. כל המכשירים הללו מעבירים חום לפי העיקרון לפיו נוזל שמתפשט לגז מתקרר (באותו אופן שזיעה המתנדפת מהעור שלך מספקת קירור), בעוד שאותו גז מתחמם כשהוא דחוס חזרה לא נוזל. לולאות צינור מלאות בקירור כימי ומונעות על ידי מדחסים ומרחיבים מכניים שולטות כיצד ואיפה הנוזל מתרחב לגז ונדחס חזרה לנוזל.

ההבדל בין מזגן רגיל או מקרר לבין

משאבות חום מקור אוויר הן הצורה הנפוצה ביותר של משאבת חום למערכות חימום / קירור למגורים. במקור, כמה משאבות חום מקור אוויר, במיוחד מערכות מיני-פיצול, היו בעיקר מערכות קירור ולא היו יעילים כל כך לספק חום באזורים עם הקפאת משנה ממושכת טמפרטורות. עם זאת, מערכות משאבות החום של מקור האוויר כיום מציעות אלטרנטיבה בת קיימא לתנורים חשמליים או מערכות חימום בסיס בטמפרטורות עד אפס מעלות פרנהייט. במצב חימום, משאבות חום מקור אוויר יכולות להיות זולות בכ- 50 אחוז מאשר חימום בית באמצעות חימום בסיסי חשמלי או עם תנור אוויר מאולץ חשמלי. משאבות חום מקור אוויר גם יעילות במקצת מערכות מזגנים מסורתיות בהסרת לחות מבית.

משאבות חום ממקור אוויר עם מערכת מפוח אוויר מאולץ בדרך כלל עולות בין 4,000 ל -8,000 דולר להתקנה. זה הרבה מעבר למחיר הממוצע של החלפת תנור אוויר מאולץ, אך חיסכון באנרגיה יחזיר במהירות את ההשקעה הנוספת. בהשוואה לתנור אוויר מאולץ חשמלי, משאבות חום חוסכות 30 עד 70 אחוזים בעלויות התפעול, ומשלמות על עצמן תוך חמש עד 12 שנים.

משאבות חום ללא צינור

צורה פופולרית מאוד של משאבת חום מקור אוויר לשימוש מגורים מתוארת בדרך כלל כחסרת צינור, או מערכת מיניספליט. מערכות אלה פועלות באמצעות שתי יחידות מכניות: יחידת מדחס / מעבה חיצונית ויחידה אחת או יותר של מטפל אוויר פנימי המכילה מאייד. מטפלי האוויר הם בדרך כלל קופסאות מלבניות היושבות על קיר או תקרה. צינורות פלסטיק מובילים את הקירור מהמדחס למטפל האוויר, אשר יכול להיות ממוקם במרחק של 50 מטר זה מזה. משאבות חום של מיניספליט יש לשלב גם קו ניקוז כדי לאפשר לחות מעובה לנקז בחוץ, והם דורשים חיבור כבל חשמלי להפעלת מטפל האוויר הפנימי והמדחס החיצוני.

במצב קירור, החום נספג בתוך הבית כאשר הקירור מתרחב בתוך סלילים בתוך יחידת מטפל האוויר. לאחר מכן, החום הזה משתחרר כאשר הקירור זורם ליחידה החיצונית ונדחס. זה די דומה לאופן שבו תקן מזגן חלון עובד, למעט רכיבי המדחס והמאייד יכולים להיות ממוקמים די הרבה מרחק זה מזה. גם מיניספליטים שקטים בהרבה ממזגני חלונות. משאבת חום מיניספליט הפיכה כך שבימים קרים היחידות יכולות לספוג חום מהאוויר החיצוני ולשחרר אותו בתוך הבית.

מערכות מיניספליט מצוינות לחידוש בית בבית ללא צינורות צינור קיימים, כמו למשל בית עם דוד אדים או מים חמים ורדיאטורים. זה מאפשר לך להוסיף מיזוג אוויר לבית שבו זה לא מעשי להוסיף צינורות עבור מערכת אוויר מאולץ, ויש לו יתרון נוסף בכך שהוא מספק מקור חום כדי להקל על העומס על הדוד או התנור.

מערכות אלה מציעות גמישות רבה, מכיוון שמדחס / מעבה חיצוני יחיד יכול לשרת עד כמה ארבע יחידות מטפל אוויר פנימיות, שכל אחת מהן פועלת כאזור נפרד עם תרמוסטט משלה בקר. הצינורות המעבירים קירור בין הרכיבים החיצוניים והפנימיים דורשים רק חור בגודל 3 אינץ 'בקיר, ומכיוון שאין צינורות להקרין אנרגיה תרמית, אלה הם מערכות יעילות מאוד שהן יעילות עד 30 אחוז ממזגנים מרכזיים מאולצים, אשר מאבדים כמות ניכרת של אנרגיה לעבודות תעלות העוברות דרך קירות עליית גג.

בצד החיסרון, מיניספליטים יכולים להיות יקרים יותר להתקנה מאשר מדחס מזגן מרכזי המשתמש באוויר מאולץ עבודות תעלות, והם דורשים מתקין המיומן בבחירת הגודל הנכון ובמיצוב מטפלי האוויר הפנימיים נכונה. מערכת גדולה מדי או כזו שבה מטפלי האוויר ממוקמים בצורה גרועה תהיה יקרה להפעלה.

על פי נתונים סטטיסטיים לאומיים, מערכת מיניספליט יקרה יותר בהתקנה בכ- 30 אחוז מאשר מערכת צינורות מסורתית לבנייה חדשה, אם כי זה יכול להיות משתלם יותר עבור התקנות למבנים חוזרים, שם התקנת צינורות חדשה יכולה להיות מאוד מורכב. הממוצע הארצי הוא כ -3,000 עד 4,000 דולר ליחידת 12,000 BTU בסיסית בסיסית עם מטפל אוויר פנימי יחיד. תכנן להוציא כ -1,000 $ יותר עבור כל מטפל אוויר פנימי נוסף. אחד סקר לאומי מציג 5,600 דולר בממוצע להתקנה מקצועית של מערכת מיניספליט.

אמנם זה אולי נראה יקר, אך לאורך תקופת המערכת, ייתכן שתחזיר את העלות הגבוהה יותר באמצעות חיסכון באנרגיה.

משאבות חום לחלונות

כניסה חדשה יחסית לעולם משאבות החום היא משאבת חום של יחידת חלון, שנראה ופועל כמו מזגן חלונות, עם הבדל חשוב אחד: הוא הפיך, כך שהוא יכול לקרר או לחמם חדר. היחידות הקטנות ביותר עולות בין 500 ל -700 דולר, ואילו יחידות גדולות יותר עם דירוג BTU של עד 25,000 יכולות לעלות קרוב ל -2,000 דולר. יחידות אלו יכולות להוות אופציה טובה לדיירי הדירות המחפשים יחידה לקירור וחימום של חדר או עבורו בעלי בתים המחפשים דרך לספק קירור עזר וחימום לתוספת חדר חדש או לסיים עֲלִיַת גַג. יצרנים מובילים רבים מייצרים כיום יחידות חלונות חימום / קירור, כולל אמאנה, LG, קומפורט אייר וג'נרל אלקטריק. לעתים קרובות הם משווקים כ"מזגני חום / מגניב ", אך העיצוב הוא של משאבת חום מקורית באוויר.

2. משאבות חום מקור קרקע

משאבות חום מקור קרקע פועלות בדרך כלל על ידי הפצת תמיסת נוזל לרדיאטור / קירור העוברת דרך לולאת צינור נרחבת הטמונה באדמה מתחת לקו הכפור. ישנן מגוון שיטות להפעלת צינורות אלה על בסיס הלוגיסטיקה של אתר הבנייה. כמו במערכות משאבות חום עם מקור אוויר, הנוזל הקפיא סופג ומשחרר את החום שלו בגלל מחזור התרחבות / דחיסה המוכתב על ידי מדחס מכני, שסתום התפשטות ומאייד. המערכת אוספת חום בקצה אחד ומשחררת אותו בקצה השני. בעונת החימום בחורף המערכת סופגת חום מהאדמה ומשחררת אותו בתוך הבית; התהליך הפוך במהלך עונת הקירור בקיץ.

ישנן מספר וריאציות לאופן הצנרת של מערכות אלה. מערכות לולאה סגורה בדרך כלל משתמשות בקירור זורם במערכת צינורות אטומה, אך ישנן כאלה כמו כן מערכות לולאה פתוחה המשתמשות במי תהום או במי אגם / בריכה כנוזל המסתובב דרך הקבורה צִנוּר. מערכות כאלה אפשריות רק כאשר התקנות המקומיות ואיכות המים מאפשרות זאת.

משאבות חום מקוריות עולות להתקנה משמעותית יותר מאשר סוגים אחרים של משאבות חום מכיוון שהן כוללות חפירה נרחבת להפעלת צנרת תת קרקעית. צפו להוציא 15,000 עד 25,000 דולר להתקנת משאבת חום מקורית חדשה עם צינורות תת קרקעיים. עם זאת, הם עולים הרבה פחות לפעול באופן שוטף, וכתוצאה מכך חסכון לטווח הארוך. בנוסף, חלק מהמערכות הללו יכולות גם לחמם את המים עבורן מערכות ריצוף קורנות או לברזי ברזים בבית.

3. משאבות חום מקור מים

צורה אחרת של משאבה גיאותרמית היא זו שמשתמשת בגוף מים, כמו אגם או בריכה גדולה, כמקור החום. מערכת סגורה ואטומה של צנרת מלאה בקירור עוברת לולאה לפחות 8 מטר מתחת לפני השטח של גוף מים מתאים, ואגם או בריכה זה מספק את מקור החום המשמש את המערכת. כמו מערכות מקור קרקע, מדחס ומאייד מחליף קירור בתוך הצנרת מגז לנוזל להעברה החום - מהמים אל תוך הבית לעונת החימום ומהבית למים במהלך הקירור עונה.

מערכות מקורות מים יכולות להיות זולות יותר להתקנה מכיוון שאין צורך בחפירה מקיפה כדי להטמין את הצנרת באדמה, אך הם כפופים לתקנות רבות שכן שמירת הצנרת המלאה בקירור אטומה ומבודדת מהמים היא חִיוּנִי.

4. משאבות חום היברידיות

ישנן מערכות חימום / קירור למגורים הכוללות גם משאבת חום ורכיבי HVAC מסורתיים. בנוסף לתנור אוויר מאולץ, המערכת כוללת יחידת משאבת חום חיצונית (בדרך כלל סוג מקור אוויר) המטפלת בחובות החימום והקירור בתקופות ביקוש נמוך. בתקופות קרות מאוד או חמות מאוד מופעלת מערכת ה- HVAC המסורתית.

אפשרות טובה באקלים קיצוני היא מערכת היברידית במצבים בהם מערכת משאבת חום בלבד לא תוכל להתמודד עם החובות בכל עת. הם גם אפשרות טובה כאשר התנור המסורתי חייב להיות חשמלי ולא גז טבעי. חימום באמצעות תנור חשמלי בלבד יכול להיות הצעה יקרה.

5. משאבות חום קליטה

יש עוד עיצוב פחות נפוץ של משאבת חום שאינו מתאים לקטגוריית מקור האוויר, שני הסוגים הגיאותרמיים או הקטגוריה ההיברידית. המכונה משאבת חום ספיגה, עיצוב זה משתמש במחזור ספיגת אמוניה ומים כדי לספק חימום וקירור. באותו אופן כמו משאבת חום רגילה, קירור האמוניה מתעבה בסליל אחד כדי לשחרר את החום שלו, ואז הלחץ שלו משתחרר באמצעות מנגנון הרחבה לספיגת חום. כאשר המערכת סופגת חום מביתך, היא מספקת קירור; כאשר הוא משחרר חום לפנים הבית שלך, הוא מספק חימום.

ההבדל בתכנון הוא שבמשאבת החום הקליטה, האמוניה המאודה אינה ישירה בלחץ על ידי מדחס אך במקום זאת נספג במים לפני שנדחס על ידי יחסית משאבה בהספק נמוך. כדי לשחרר את האמוניה המומסת מהמים בקצה השני של המחזור, המערכת זקוקה למקור חום, כמו מבער גז או מקור חום חשמלי.

מערכות אלו נדירות יחסית לכל בתי המגורים, למעט הגדולים ביותר. הגיוני רק עבור בתים הגדולים מ -4,000 מטרים רבועים.