Čo je systém HVAC tepelného čerpadla?

Ak poznáte okennú klimatizáciu alebo dokonca centrálnu klimatizáciu, ste v polovici cesty k pochopeniu toho, čo tepelné čerpadlo robí. Keď je vonku horúco a potrebujete chladný vzduch v interiéroch, tepelné čerpadlo funguje ako štandardná klimatizácia, odvádza teplo z domu a fúka studeným vzduchom. Keď je vonku zima a potrebujete teplo, tepelné čerpadlo zvráti svoje chladenie a vháňa horúci vzduch do domu a vonku odvádza studený vzduch.

Pokiaľ ide o energetickú efektívnosť, žiadny vykurovací systém nedokáže doplniť systém tepelného čerpadla. Na rozdiel od spaľovacích pecí tepelné čerpadlo nespaľuje fosílne palivá (ale využíva elektrinu, ktorá sa môže vyrábať spaľovaním fosílnych palív) a spotrebuje o 50 percent menej elektriny ako tepelné čerpadlo. elektrický odporový ohrievač. Tepelné čerpadlá fungujú najlepšie v miernom podnebí, kde sú často jediným zdrojom tepla v domácnosti, ale ľudia ich tiež používajú v chladnom podnebí na zabezpečenie doplnkového tepla a zníženie svojich účtov za energiu.

Tip

Ako funguje tepelné čerpadlo

Dodávatelia vzduchotechniky radi mystifikujú svojich zákazníkov vysvetlením, že tepelné čerpadlo získava teplo z vonkajšieho vzduchu, čo je myšlienka, ktorá sa zdá byť nemožná, ak je vonkajší vzduch studený. Táto myšlienka nie je taká absurdná, ako to znie, a vidíte, prečo, keď premýšľate o svojej chladničke alebo štandardnej klimatizácii, pretože tepelné čerpadlo funguje na rovnakom princípe.

Štandardný chladiaci systém pozostáva z a kompresorové čerpadlo a sieť utesnených potrubí naplnených inertným chladivom, ktoré je možné opakovane stlačiť do kvapaliny a potom odpariť a znovu stlačiť. Hadice sú formované do dvoch sád špirál známych ako kondenzátorové špirály a odparovacie špirály. Úlohou kompresora je stlačiť chladivo v kondenzátorových špirálach, zmeniť ho na kvapalinu a prinútiť ho cez malý otvor do cievok výparníka, kde sa odparí a vráti sa do kompresora, aby zahájil cyklus ešte raz.

Odparovanie je endotermický proces, čo znamená, že na jeho vznik je potrebné teplo. Toto teplo pochádza z okolitého vzduchu, a preto sú cievky výparníka vždy studené. Kondenzácia je na druhej strane proces, pri ktorom sa uvoľňuje teplo, takže kondenzátorové špirály sú vždy horúce. Namiesto odsávania horúceho vzduchu okolo kondenzátorov ako to robí chladnička alebo klimatizácia, tepelné čerpadlo ho fúka do domu. Tento proces nie je koniec koncov taký záhadný.

Typy systémov tepelných čerpadiel

Tento systém tepelných čerpadiel so zdrojom vzduchu je najbežnejším typom, ale nie je jediný. Systém vodných zdrojov využíva ako médium namiesto vzduchu vodu a môže byť energeticky úspornou voľbou pre majiteľov domov, ktorí žijú v blízkosti veľkej vodnej plochy alebo majú studňu. Cievky výparníka sú ponorené vo vode, odoberajú z nej teplo a odvádzajú teplo buď utesneným vnútorným vodným systémom, alebo v systéme voda-vzduch cirkulujú cez potrubie HVAC. V systéme voda-voda sa môže ohriata voda skladovať v nádrži na použitie v kúpeľni a kuchyni alebo cirkulovať cez hydronický vykurovací systém na vykurovanie domu.

Namiesto získavania tepla z vonkajšieho vzduchu alebo z vodného útvaru, a geotermálne tepelné čerpadlo, známe tiež ako tepelné čerpadlo zo zeme, ho čerpá zo zeme. Tento typ tepelného čerpadla využíva skutočnosť, že teplota pôdy niekoľko stôp pod povrchom je konštantnejšia a miernejšia ako teplota okolitého vzduchu. Jedná sa v praxi o metódu získavania tepelnej energie zo zeme a jej využívania na vykurovanie domu. Je to životaschopná alternatíva tepelného čerpadla so zdrojom vzduchu pre majiteľov domov v chladnom podnebí a je to jeden z najefektívnejších systémov vykurovania domu na trhu.

Ďalším typom tepelného čerpadla je systém bez potrubia alebo mini split. Používa rovnakú technológiu vykurovania a chladenia ako tepelné čerpadlo vzduch-zdroj, ale namiesto toho cirkuluje teplo alebo chlad cez vzduchové potrubie, využíva vnútorné jednotky na úpravu vzduchu (obvykle namontované vysoko na vnútornom mieste) steny). Miništiepky sa najčastejšie používajú v bytoch alebo malých domoch alebo na doplnkové kúrenie a chladenie v prístavbách miestností alebo na odľahlých miestach väčšieho domu, kde je potrubie pomerne nepraktické.

Kúrenie a chladenie v jednom balení

Pretože tepelné čerpadlo je v zásade klimatizačný systém pracujúci v opačnom poradí, môže tiež poskytovať chladenie, ak spustite ho do polohy "dopredu", čo je dosiahnuté ventilovým systémom ovládaným termostatom pre systém. Keď na termostate vyberiete režim chladenia, otvorí sa ventil, ktorý zabezpečí cestu pre chladný vzduch z cievky výparníka pre vstup do domu, zatiaľ čo ďalší ventil uzatvára cestu pre teplý vzduch z kondenzátora cievky. Keď zvolíte režim vykurovania, stane sa opak. A termostat ktorý reguluje tepelné čerpadlo, musí mať vyhradený terminál (označený buď O alebo B) pre spätný ventil.

Pri použití v nútenom vzduchu HVAC systém, špirály tepelného čerpadla sú umiestnené vo vnútri potrubia privádzaného vzduchu a dúchadlom podľa potreby cirkuluje teplý alebo studený vzduch, zatiaľ čo vzduch z druhej súpravy špirál je vypúšťaný von. Mini-split systém bez potrubia, ktorý vyzerá a funguje ako nástenná klimatizácia miestnosti, je pripojený k vonkajšej jednotke (kde je umiestnený kompresor) a funguje rovnako ako celá dom systém. Môže byť použitý na vykurovanie a chladenie jednotlivých miestností.

Klady a zápory tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo využíva elektrinu, takže nejde o uhlíkovo neutrálne zariadenie, ale spotrebuje oveľa menej elektriny ako odporový ohrievač. Účinnosť môžete dokonca zvýšiť inštaláciou jednotky s dvoma zdrojmi, ktorá čerpá teplo z vonkajšieho vzduchu aj zo zeme. Medzi ďalšie výhody patrí:

• Vyžaduje menej údržby ako iné typy domácich vykurovacích systémov. Je takmer rovnako ľahká na údržbu ako chladnička, hoci špirála výparníka môže občas zamrznúť a narušiť výkon jednotky. Vzduchové filtre vyžadujú pravidelnú údržbu.

• Na rozdiel od spaľovacej pece nemôže tepelné čerpadlo uvoľňovať toxické spaliny do domácnosti. Nemá žiadny znateľný vplyv na kvalitu vnútorného vzduchu a môže byť dokonca prospešný, pretože nebude vyschnúť vzduch tak, ako to robí pec.

• Tepelné čerpadlo môže uspokojiť potreby vykurovania aj chladenia. V chladnejších klimatických podmienkach je možné ho prepojiť s iným typom vykurovacieho systému, ktorý poskytuje dodatočné teplo v zime a v lete funguje ako samostatný chladiaci systém.

Nákup tepelných čerpadiel sa pohybuje od 800 do 4 500 dolárov v závislosti od veľkosti a inštalácia systému HVAC tepelného čerpadla môže stáť kdekoľvek od 1 200 do 3 500 dolárov v závislosti od množstva potrebného potrubia. Inštalácia tepelných čerpadiel typu voda a zem je nákladnejšia, aj keď časť nákladov na inštaláciu sa môže kompenzovať nižšími nákladmi na energiu, pretože tieto tepelné čerpadlá sú energeticky efektívne.

Relatívne vysoké náklady na nové tepelné čerpadlo nie sú jedinou nevýhodou:

• Nepracujú všade. Sú najvhodnejšie pre mierne podnebie.

• V priemere vydržia asi 15 rokov. Nie je to tak dlho ako plynové pece, ktoré zvyčajne vydržia 20 a viac rokov.

• Používajú a chladivo, a doteraz nebolo vyvinuté žiadne chladivo, ktoré je stopercentne bezpečné pre životné prostredie. Ak sa s chladiacim systémom niečo pokazí, musí byť podľa zákona opravený autorizovaným technikom.

• Vzduch zo systému HVAC s tepelným čerpadlom fúka o niečo chladnejšie ako vzduch z pece a niektorým ľuďom je nepríjemný.