5 siltumsūkņu veidi mājas apkurei un dzesēšanai

Ja apsverat a siltumsūkņa sistēma nevis tradicionāla krāsns (vai katla) un gaisa kondicionētāja apkure un dzesēšana jūsu mājām, jums būs vairāku veidu siltumsūkņi, no kuriem izvēlēties. Siltumsūkņi atšķiras no tradicionālajām apkures / dzesēšanas sistēmām, jo ​​tie ir paredzēti siltuma pārvietošanai no ārpuses uz telpām (vai otrādi), nevis siltuma ģenerēšanai. Šī iemesla dēļ tie ir ievērojami energoefektīvāki nekā degvielas degšanas sistēmas, taču tiem ir ierobežojumi, jo tie var nedarboties ļoti labi ļoti karstā vai aukstā klimatā.

Ievērojot šo vispārīgo siltuma pārvietošanas principu, dažāda veida siltumsūkņi pēc konstrukcijas atšķiras izmantojot āra gaisu kā siltuma avotu un citus, izmantojot pašu zemi vai ūdenstilpni kā siltumu avots.

1. Gaisa avota siltumsūkņi

Gaisa siltumsūkņa darbības princips ir diezgan līdzīgs centrālā gaisa kondicioniera, loga gaisa kondicioniera vai pat ledusskapja darbībai. Visas šīs ierīces nodod siltumu pēc principa, pēc kura atdziest šķidrums, kas izplešas gāzē (tāpat ka sviedri, kas iztvaiko no jūsu ādas, nodrošina dzesēšanu), bet tā pati gāze sasilst, kad tā atkal tiek saspiesta šķidrums. Cauruļu cilpas, kas piepildītas ar ķīmisku dzesēšanas šķidrumu un ko vada mehāniski kompresori un paplašinātāji, kontrolē to, kā un kur šķidrums izplešas par gāzi un tiek saspiests atpakaļ šķidrumā.

Atšķirība starp standarta gaisa kondicionieri vai ledusskapi un gaisa siltumsūknis ir tas, ka siltumsūknis ir atgriezenisks, lai mehānisms varētu vai nu pārnest iekštelpu siltumu uz āru (dzesēšanas cikls), vai arī nodot āra siltumu telpās (darbojoties kā sildītājs). Savukārt parastais gaisa kondicionieris ir vienkāršs vienvirziena siltumsūknis, kas paredzēts tikai siltuma absorbēšanai telpās un izvadīšanai ārpus telpām.

Gaisa siltumsūkņi ir visizplatītākā siltumsūkņu forma dzīvojamo māju apkures / dzesēšanas sistēmām. Sākotnēji daži gaisa siltumsūkņi, īpaši minisplits sistēmas, galvenokārt bija dzesēšanas sistēmas un tie nebija tik efektīvi, lai nodrošinātu siltumu reģionos ar ilgstošu sasalšanu temperatūras. Tomēr mūsdienu gaisa siltumsūkņu sistēmas piedāvā dzīvotspējīgu alternatīvu elektriskajām krāsnīm vai grīdlīstes apkures sistēmas temperatūrā līdz nulle grādiem pēc Fārenheita. Apkures režīmā gaisa siltumsūkņi var būt aptuveni par 50 procentiem lētāki nekā mājas apkure, izmantojot elektrisko grīdlīstes apkuri vai ar elektrisko piespiedu gaisa krāsni. Gaisa siltumsūkņi ir arī nedaudz efektīvāki nekā tradicionālās gaisa kondicionieru sistēmas noņemot mitrumu no mājām.

Gaisa siltumsūkņu uzstādīšana ar piespiedu gaisa pūtēju sistēmu parasti maksā no 4000 līdz 8000 ASV dolāru. Tas ir ievērojami vairāk nekā vidējās piespiedu gaisa krāsns nomaiņas izmaksas, taču enerģijas ietaupījums ātri atlīdzinās pievienotās investīcijas. Salīdzinot ar elektrisko piespiedu gaisa krāsni, siltumsūkņi ļauj ietaupīt no 30 līdz 70 procentiem no ekspluatācijas izmaksām, samaksājot par sevi piecu līdz 12 gadu laikā.

Cauruļvadi Minisplit siltumsūkņi

Ļoti populārs gaisa siltumsūkņa veids dzīvošanai parasti tiek raksturots kā bezvada vai minisplit sistēma. Šīs sistēmas darbojas ar divām mehāniskām vienībām: āra kompresora / kondensatora bloku un vienu vai vairākām iekštelpu gaisa apstrādes ierīcēm, kurās ir iztvaicētājs. Gaisa apstrādātāji parasti ir taisnstūrveida kastes, kas atrodas uz sienas vai griestiem. Plastmasas caurules dzesētājvielu no kompresora pārnes uz gaisa apstrādātāju, kas var atrasties pat 50 pēdu attālumā. Minisplit siltumsūkņi iebūvējiet arī notekas vadu, lai kondensētais mitrums varētu notecēt ārpus telpām, un tiem ir nepieciešams elektriskais kabeļa savienojums, lai darbinātu iekštelpu gaisa apstrādes ierīci (-us) un āra kompresoru.

Dzesēšanas režīmā siltums tiek absorbēts mājas iekšienē, kad dzesēšanas šķidrums izplešas gaisa apstrādes ierīces spolēs. Tad šis siltums tiek atbrīvots, dzesētājvielai ieplūstot āra blokā un tiek saspiests. Tas ir diezgan līdzīgs standarta standartam logu gaisa kondicionieris darbojas, izņemot kompresora un iztvaicētāja komponentus, var atrasties diezgan lielā attālumā viens no otra. Minisplits ir arī daudz klusāki nekā logu gaisa kondicionieri. Minisplits siltumsūknis ir atgriezenisks, lai aukstās dienās iekārtas varētu absorbēt siltumu no āra gaisa un atbrīvot to telpās.

Minisplit sistēmas ir lieliski piemērotas māju modernizēšanai bez esošiem cauruļvadiem, piemēram, mājās ar tvaika vai karstā ūdens katls un radiatori. Tas ļauj jums pievienot gaisa kondicionēšanu mājām, kur nav praktiski pievienot a. Kanālu piespiedu gaisa sistēma, un tam ir papildu priekšrocība, nodrošinot siltuma avotu, lai mazinātu katla vai krāsns slodzi.

Šīs sistēmas piedāvā lielu elastību, jo viens āra kompresors / kondensators var kalpot tikpat daudz kā četras iekštelpu gaisa apstrādes iekārtas, no kurām katra darbojas kā atsevišķa zona ar savu termostatu un kontrolieris. Caurulēm, kas dzesēšanas šķidrumu pārvieto starp āra un iekštelpu komponentiem, sienā ir nepieciešama tikai 3 collu caurums, un, tā kā nav siltumenerģijas izstarošanas kanālu, tie ir ļoti efektīvas sistēmas, kas ir līdz pat 30 procentiem efektīvākas nekā centrālā gaisa kondicionētāji ar piespiedu gaisu, kas zaudē ievērojamu enerģijas daudzumu cauruļvadiem, kas iet cauri sienām vai bēniņi.

Negatīvie ir tas, ka minisplektu uzstādīšana var būt dārgāka nekā centrālā gaisa kondicionētāja kompresors, kas izmanto piespiedu gaisu cauruļvadiem, un tiem ir nepieciešams uzstādītājs, kurš ir prasmīgs izvēlēties pareizo izmēru un izvietot iekštelpu gaisa apstrādes ierīces pareizi. Pārāk liela sistēma vai tāda, kur gaisa apstrādātāji ir slikti izvietoti, to darbināt būs dārgi.

Saskaņā ar valsts statistiku minisplitu sistēmas uzstādīšana ir aptuveni par 30 procentiem dārgāka nekā tradicionālās cauruļvadu sistēmas jaunai būvniecībai, lai gan tas var būt lētāks modernizētām instalācijām, kur jaunu kanālu ierīkošana var būt ļoti sarežģīti. Valstī vidēji ir aptuveni 3000 līdz 4000 ASV dolāru par pamata 12 000 BTU minisplit vienību ar vienu iekštelpu gaisa apstrādes ierīci. Plānojiet tērēt vēl aptuveni 1000 USD par katru papildu iekštelpu gaisa apstrādātāju. Viens valsts apsekojums parāda vidēji 5600 USD par profesionālu minisplit sistēmas uzstādīšanu.

Lai gan tas var šķist dārgi, sistēmas darbības laikā jūs, iespējams, atgūsiet augstākās izmaksas, ietaupot enerģiju.

Logu siltumsūkņi

Salīdzinoši jauns ienākums siltumsūkņu pasaulē ir logu bloku siltumsūknis, kas izskatās un darbojas līdzīgi kā loga gaisa kondicionieris, ar vienu būtisku atšķirību: tas ir atgriezenisks, tāpēc var vai nu atdzesēt, vai sildīt telpu. Mazāko vienību cena ir no 500 līdz 700 ASV dolāriem, savukārt lielākas vienības ar BTU vērtējumu līdz 25 000 var maksāt gandrīz 2000 ASV dolāru. Šīs vienības var būt laba izvēle daudzdzīvokļu iedzīvotājiem, kuri meklē ierīci gan telpas dzesēšanai, gan sildīšanai māju īpašnieki, kuri meklē veidu, kā nodrošināt papildu dzesēšanu un apkuri jaunai telpas papildināšanai vai pabeigšanai Bēniņi. Daudzi vadošie ražotāji tagad ražo šīs apkures / dzesēšanas logu vienības, tostarp Amana, LG, Comfort Aire un General Electric. Tos bieži tirgo kā "siltuma / vēsuma gaisa kondicionētājus", bet dizains ir klasisks gaisa siltumsūkņa dizains.

2. Zemes siltuma sūkņi

Zemes siltumsūkņi parasti darbojas, cirkulējot antifrīzu / dzesētāja šķīdumu, kas iet caur plašu cauruļu cilpu, kas aprakts augsnē zem sala līnijas. Šīs caurules darbināšanai ir dažādas metodes, kuru pamatā ir būvlaukuma loģistika. Tāpat kā gaisa siltuma sūkņu sistēmās, antifrīzs absorbē un atbrīvo savu siltumu izplešanās / saspiešanas cikla dēļ, ko diktē mehāniskais kompresors, izplešanās vārsts un iztvaicētājs. Sistēma vienā galā savāc siltumu, bet otrā atbrīvo. Ziemas apkures sezonā sistēma absorbē siltumu no zemes un atbrīvo to telpās; vasaras dzesēšanas sezonā process tiek mainīts.

Ir vairākas variācijas, kā šīs sistēmas tiek piegādātas cauruļvados. Slēgtas cilpas sistēmās parasti tiek izmantots antifrīzs, kas plūst cauri noslēgtai cauruļu sistēmai, taču tādi ir arī atvērtas cilpas sistēmas, kurās caur apbedīto cirkulējošo šķidrumu izmanto gruntsūdeņus vai ezeru / dīķu ūdeni caurules. Šādas sistēmas ir iespējamas tikai tad, ja to pieļauj vietējie noteikumi un ūdens kvalitāte.

Zemes siltumsūkņu uzstādīšana izmaksā ievērojami dārgāk nekā cita veida siltumsūkņi, jo tie ietver plašu rakšanu pazemes cauruļvadu darbināšanai. Paredzams iztērēt no 15 000 līdz 25 000 USD, lai uzstādītu jaunu zemes siltumsūkni ar pazemes caurulēm. Tomēr to nepārtraukta darbība maksā daudz mazāk, kā rezultātā tiek ietaupīti ilgtermiņā. Turklāt dažas no šīm sistēmām var arī sildīt ūdeni starojuma grīdas vai jaucējkrānu pieskārieniem mājās.

3. Ūdens avotu siltumsūkņi

Atšķirīga ģeotermālā sūkņa forma ir tāda, kurā kā siltuma avots tiek izmantota ūdens tilpne, piemēram, ezers vai liels dīķis. Slēgta un noslēgta dzesēšanas šķidrumu piepildītu cauruļvadu sistēma ir cilpota vismaz 8 pēdas zem piemērotas ūdenstilpes virsmas, un šis ezers vai dīķis nodrošina sistēmas izmantoto siltuma avotu. Tāpat kā zemes avotu sistēmas, arī kompresors un iztvaicētājs dzesēšanas šķidrumu maina cauruļvados no gāzes uz šķidrumu, lai to pārnestu siltums - no ūdens un mājā apkures sezonai un no mājas ūdenī dzesēšanas laikā gada sezonā.

Ūdens avotu sistēmu uzstādīšana var būt lētāka, jo nav nepieciešams veikt plašu rakšanu, lai apglabātu cauruļvadus zemē, taču uz tiem attiecas daudzi noteikumi, jo cauruļvadu ar dzesēšanas šķidrumu pildīšana tiek turēta noslēgta un izolēta no ūdens būtiska.

4. Hibrīdie siltumsūkņi

Ir dzīvojamo māju apkures / dzesēšanas sistēmas, kas ietver gan siltumsūkni, gan tradicionālās piespiedu gaisa HVAC sastāvdaļas. Papildus piespiedu gaisa krāsnim sistēmā ir āra siltumsūkņa iekārta (parasti gaisa avota tips), kas veic apkures un dzesēšanas pienākumus maza pieprasījuma periodos. Ļoti aukstos vai ļoti karstos periodos tiek aktivizēta tradicionālā HVAC sistēma.

Laba iespēja ekstremālos klimatiskajos apstākļos ir a hibrīdsistēma situācijās, kad tikai siltumsūkņa sistēma visu laiku nespēj tikt galā ar pienākumiem. Tie ir arī labs risinājums, ja tradicionālajai krāsnij jābūt elektriskai, nevis dabasgāzei. Apkure tikai ar elektrisko krāsni var būt dārgs piedāvājums.

5. Absorbcijas siltumsūkņi

Ir vēl viens retāk sastopams siltumsūkņa dizains, kas neietilpst gaisa avotu kategorijā, divos ģeotermālajos vai hibrīdo kategorijās. Pazīstams kā absorbcijas siltumsūknis, šajā dizainā tiek izmantots amonjaka un ūdens absorbcijas cikls, lai nodrošinātu apkuri un dzesēšanu. Tāpat kā parastajā siltumsūknī, amonjaka dzesētājs tiek kondensēts vienā spolē, lai atbrīvotu siltumu, un pēc tam caur izplešanās mehānismu tiek atbrīvots tā spiediens, lai absorbētu siltumu. Kad sistēma absorbē siltumu no jūsu mājas iekšpuses, tā nodrošina dzesēšanu; kad tas izdala siltumu jūsu mājas interjerā, tas nodrošina apkuri.

Konstrukcijas atšķirība ir tāda, ka absorbcijas siltumsūknī iztvaicētais amonjaks nav tieši saspiests ar kompresoru, bet tā vietā tiek absorbēts ūdenī, pirms to saspiež relatīvi mazjaudas sūknis. Lai izšķīdušo amonjaku atbrīvotu no ūdens cikla otrajā galā, sistēmai nepieciešams siltuma avots, piemēram, gāzes deglis vai elektrisks siltuma avots.

Šīs sistēmas ir salīdzinoši reti sastopamas visās, izņemot lielākās dzīvojamās mājās. Viņiem ir jēga tikai mājām, kuru platība pārsniedz 4000 kvadrātpēdas.