Hva er et varmepumpes HVAC-system?

Hvis du er kjent med et klimaanlegg i vinduet eller til og med et sentralt klimaanlegg, er du halvveis i ferd med å forstå hva en varmepumpe gjør. Når det er varmt ute og du trenger kjølig luft innendørs, fungerer en varmepumpe som et vanlig klimaanlegg, fjerner varmen fra huset og blåser inn kald luft. Når det er kaldt ute og du trenger varme, reverserer en varmepumpe sin kjøleeffekt og blåser varm luft inn i huset og tømmer kald luft utendørs.

Når det gjelder energieffektivitet, kan ikke noe varmesystem toppe et varmepumpesystem. I motsetning til forbrenningsovner, brenner ikke varmepumpe fossilt brensel (men det bruker elektrisitet, som kan produseres ved å forbrenne fossilt brensel), og det bruker 50 prosent mindre strøm enn et elektrisk motstand varmeapparat. Varmepumper fungerer best i moderat klima hvor de ofte er den eneste varmekilden i et hjem, men folk bruker dem også i kaldt klima for å gi tilleggsvarme og for å senke energiregningene.

Tips

Hvordan en varmepumpe fungerer

VVS-entreprenører elsker å mystifisere kundene sine ved å forklare at en varmepumpe gjenvinner varmen fra uteluften, en idé som virker umulig hvis uteluften er kald. Ideen er ikke så latterlig som den høres ut, og du kan se hvorfor hvis du tenker på kjøleskapet ditt eller et standard klimaanlegg fordi en varmepumpe fungerer på samme prinsipp.

Et standard kjølesystem består av en kompressorpumpe og et nettverk av forseglet rør fylt med et inert kjølemiddel som kan komprimeres gjentatte ganger i en væske og deretter fordampes og komprimeres igjen. Røret er formet i to sett med spoler, kjent som kondensator-spoler og fordamper-spoler. Kompressorens jobb er å sette kjølemediet i kondensorspolene under trykk, gjøre det om til en væske og tvinge det gjennom en liten blenderåpning inn i fordamperens spoler, der den fordamper og går tilbake til kompressoren for å starte syklusen en gang til.

Fordampning er en endoterm prosess, noe som betyr at den trenger varme for å oppstå, og denne varmen kommer fra den omgivende luften, og det er derfor fordamperspolene alltid er kalde. Kondens, derimot, er en prosess som frigjør varme, så den kondensator spoler er alltid varme. I stedet for å tømme ut den varme luften som omgir kondensorspolene slik et kjøleskap eller klimaanlegg gjør det, blåser en varmepumpe den inn i huset. Prosessen er tross alt ikke så mystisk.

Typer varmepumpesystemer

Dette luftkildevarmepumpesystemet er den vanligste typen, men det er ikke den eneste. Et vannkildesystem bruker vann som medium i stedet for luft og kan være et energibesparende alternativ for huseiere som bor i nærheten av en stor vannmasse eller som har en brønn. Fordamperspolene er nedsenket i vann, trekker ut varme fra det og sprer varmen gjennom enten et forseglet innendørs vannsystem eller, i et vann-til-luft-system, sirkulerer det gjennom HVAC-kanal. I et vann-til-vann-system kan oppvarmet vann lagres i en tank for bruk på bad og kjøkken eller sirkuleres gjennom et vannbasert varmesystem for å varme opp huset.

I stedet for å trekke ut varme fra uteluften eller en vannkropp, a geotermisk varmepumpe, også kjent som en varmepumpe fra bakken, tar den fra bakken. Denne typen varmepumpe utnytter det faktum at grunntemperaturen noen meter under overflaten er mer konstant og moderat enn den omkringliggende luften. Dette er på en praktisk måte en metode for å høste varmeenergi fra jorden og bruke den til oppvarming av hjemmet. Det er et levedyktig alternativ til en luftkildevarmepumpe for huseiere i kaldt klima, og er et av de mest effektive hjemmevarmesystemene på markedet.

En annen type varmepumpe er kjent som et kanalløst eller mini-delt system. Den bruker samme varme- og kjøleteknologi som en varmekilde med luftkilde, men i stedet for å sirkulere varme eller kulde via luftkanaler, bruker den innendørs luftbehandlingsenheter (vanligvis montert høyt oppe på interiøret vegger). Mini-splits brukes oftest i leiligheter eller små boliger eller til oppvarming og kjøling i romtilbygg eller avsidesliggende områder i et større hjem, der kanalarbeid er relativt upraktisk.

Oppvarming og kjøling i en pakke

Fordi en varmepumpe i utgangspunktet er et klimaanlegg som fungerer i revers, kan det også gi kjøling hvis du kjør den i "fremover" posisjon, som oppnås ved hjelp av et ventilsystem styrt av termostaten for system. Når du velger avkjølingsmodus på termostaten, åpnes en ventil for å gi en vei for kjølig luft fra fordamper spoler for å komme inn i huset, mens en annen ventil lukker banen for varm luft fra kondensatoren spoler. Det motsatte skjer når du velger oppvarmingsmodus. EN termostat som styrer en varmepumpe, må ha en egen terminal (betegnet enten O eller B) for reverseringsventilen.

Når den brukes i tvungen luft HVAC-system, er varmepumpespolene plassert inne i tilluftkanalen, og varm eller kjølig luft sirkuleres av viften etter behov, mens luft fra det andre settet med spoler er oppbrukt utendørs. Et kanalfritt mini-split-system, som ser ut og fungerer som et veggmontert rom klimaanlegg, er koblet til en utendørs enhet (hvor kompressoren er plassert) og fungerer på samme måte som et helhus system. Den kan brukes til å varme opp og avkjøle enkeltrom.

Varmepumpe Fordeler og ulemper

En varmepumpe bruker strøm, så det er ikke et karbon-nøytralt apparat, men det bruker mye mindre strøm enn et motstandsvarmeapparat. Du kan til og med øke effektiviteten ved å installere en enhet med to kilder som trekker varme fra både uteluften og bakken. Andre fordeler inkluderer:

• Det krever mindre vedlikehold enn andre typer oppvarmingssystemer. Det er nesten like enkelt å vedlikeholde som et kjøleskap, selv om fordamperspolene til tider kan fryse og forstyrre enhetens ytelse, og luftfiltrene trenger regelmessig service.

• I motsetning til en forbrenningsovn, kan en varmepumpe ikke frigjøre giftige forbrenningsgasser til hjemmet. Det har ingen merkbar effekt på luftkvaliteten innendørs og kan til og med være gunstig fordi den ikke vil tørke ut luften slik en ovn gjør.

• En varmepumpe kan tilfredsstille både varme- og kjølebehov. I kaldere klima kan det kombineres med en annen type varmesystem for å gi tilleggsvarme om vinteren, samt fungere som et frittstående kjølesystem om sommeren.

Varmepumper koster mellom $ 800 og $ 4500 for å kjøpe, avhengig av størrelse, og installasjon av et varmepumpes HVAC-system kan koste alt fra $ 1200 til $ 3500, avhengig av hvor mye kanalarbeid som trengs. Vann- og grunnvarmepumper er dyrere å installere, selv om en del av installasjonskostnadene kan få inn lavere energikostnader fordi disse varmepumpene er så energieffektive.

Den relativt høye kostnaden for en ny varmepumpe er ikke den eneste ulempen:

• De fungerer ikke overalt. De er best egnet for moderat klima.

• De varer i gjennomsnitt rundt 15 år. Dette er ikke så lenge som gassovner, som vanligvis varer 20 år eller mer.

• De bruker en kjølemiddel, og så langt er det ikke utviklet noe kjølemiddel som er 100 prosent sikkert for miljøet. Hvis noe går galt med kjølesystemet, må det ved lov betjenes av en lisensiert tekniker.

• Luften fra et varmepumpes HVAC-system blåser litt kaldere enn det fra en ovn, og noen synes det er ubehagelig.