Ev Isıtma ve Soğutma için 5 Tip Isı Pompası

Eğer bir ısı pompası sistemi evinizi ısıtmak ve soğutmak için geleneksel bir fırın (veya kazan) ve klima yerine, aralarından seçim yapabileceğiniz çeşitli ısı pompalarına sahip olacaksınız. Isı pompaları geleneksel ısıtma/soğutma sistemlerinden farklıdır çünkü ısı üretmek yerine ısıyı dış ortamdan içeriye (veya tam tersi) taşımak üzere tasarlanmıştır. Bu nedenle, yakıt yakan sistemlerden çok daha fazla enerji verimlidirler - ancak aşırı sıcak veya soğuk iklimlerde çok iyi çalışmayabileceklerinden sınırlamaları vardır.

Hareketli ısının bu genel prensibi içinde, farklı tipteki ısı pompaları tasarım bakımından farklılık gösterir, bazı dış havayı ısı kaynağı olarak kullanmak ve diğerleri ısı olarak dünyanın kendisini veya bir su kütlesini kullanmak kaynak.

1. Hava Kaynaklı Isı Pompaları

Hava kaynaklı ısı pompasının çalışma prensibi, merkezi klima, pencere kliması ve hatta buzdolabının çalışmasına oldukça benzer. Bütün bu cihazlar, bir gaza genişleyen bir sıvının soğuması prensibiyle ısı aktarır (aynı şekilde Cildinizden buharlaşan ter soğutma sağlarken, aynı gaz tekrar sıkıştırıldığında ısınır. sıvı. Kimyasal bir soğutucu ile doldurulmuş ve mekanik kompresörler ve genişleticiler tarafından tahrik edilen boru döngüleri, sıvının nasıl ve nerede gaza genişlediğini ve tekrar sıvıya sıkıştırıldığını kontrol eder.

Standart bir klima veya buzdolabı ile bir klima arasındaki fark hava kaynaklı ısı pompası ısı pompasının ters çevrilebilir olmasıdır, böylece mekanizma ya iç ortamdaki ısıyı dışarıya aktarabilir (soğutma döngüsü) ya da dışarıdaki ısıyı içeriye aktarabilir (ısıtıcı olarak çalışırken). Öte yandan geleneksel bir klima, yalnızca iç mekan ısısını emmek ve dışarı atmak için tasarlanmış basit tek yönlü bir ısı pompasıdır.

Hava kaynaklı ısı pompaları, konut ısıtma/soğutma sistemleri için en yaygın ısı pompası şeklidir. Başlangıçta, bazı hava kaynaklı ısı pompaları, özellikle mini split sistemler, öncelikle soğutma sistemleriydi. ve uzun süreli alt donma olan bölgelerde ısı sağlamak için o kadar etkili değildi sıcaklıklar. Bununla birlikte, günümüzün hava kaynaklı ısı pompası sistemleri, elektrikli fırınlara veya elektrikli fırınlara uygun bir alternatif sunmaktadır. süpürgelik ısıtma sistemleri sıfır derece Fahrenheit'e kadar olan sıcaklıklarda. Isıtma modunda, hava kaynaklı ısı pompaları, bir evi elektrikli süpürgelik ısıtması veya elektrikli cebri hava fırını ile ısıtmaktan kabaca yüzde 50 daha ucuz olabilir. Hava kaynaklı ısı pompaları da biraz daha verimlidir. geleneksel klima sistemleri bir evden nemi uzaklaştırırken.

Cebri hava üfleyici sistemine sahip hava kaynaklı ısı pompalarının kurulumu genellikle 4.000 ila 8.000 ABD Doları arasındadır. Bu, bir cebri hava fırınını değiştirmenin ortalama maliyetinden çok daha fazladır, ancak enerji tasarrufu, eklenen yatırımı hızla telafi edecektir. Elektrikli bir cebri havalı fırınla ​​karşılaştırıldığında, ısı pompaları, işletme maliyetlerinde yüzde 30 ila 70 oranında tasarruf sağlar ve kendilerini beş ila 12 yıl içinde amorti eder.

Kanalsız Minisplit Isı Pompaları

Konut kullanımı için çok popüler bir hava kaynaklı ısı pompası biçimi genellikle kanalsız veya mini bölünmüş sistem. Bu sistemler iki mekanik ünite aracılığıyla çalışır: bir dış kompresör/kondenser ünitesi ve bir evaporatör içeren bir veya daha fazla iç hava işleme ünitesi. Klima santralleri genellikle duvara veya tavana oturan dikdörtgen kutulardır. Plastik borular, soğutucuyu kompresörden 50 fit mesafeye kadar yerleştirilebilen hava işleme ünitesine taşır. Mini split ısı pompaları ayrıca yoğuşmuş nemin dışarıya tahliye edilmesini sağlamak için bir tahliye hattı içerir ve bunlar iç mekan hava işleyici(ler)ine ve dış mekan kompresörüne güç sağlamak için bir elektrik kablosu bağlantısı gerektirir.

Soğutma modunda, soğutucu, klima santrali ünitesindeki serpantinlerin içinde genişledikçe ısı evin içinde emilir. Ardından, soğutucu akışkan dış üniteye akarken ve sıkıştırılırken bu ısı serbest bırakılır. Bu, bir standardın pencere kliması kompresör ve evaporatör bileşenleri dışında oldukça uzun bir mesafeye yerleştirilebilir. Minisplit'ler ayrıca pencere klimalarından çok daha sessizdir. Mini split ısı pompası ters çevrilebilir, böylece soğuk günlerde üniteler dış havadan ısıyı emebilir ve içeriye bırakabilir.

Minisplit sistemler, havalandırmalı bir ev gibi mevcut kanal sistemi olmayan bir eve uyarlamak için mükemmeldir. buhar veya sıcak su kazanı ve radyatörler. Bu, hava kanalı eklemenin pratik olmadığı bir eve klima eklemenizi sağlar. cebri hava sistemi, ve kazan veya fırın üzerindeki yükü hafifletmek için bir ısı kaynağı sağlama avantajına sahiptir.

Bu sistemler, tek bir dış mekan kompresör/kondansatörü kadar hizmet verebildiği için büyük esneklik sunar. her biri kendi termostatı ile ayrı bir bölge olarak çalışan dört adet iç hava kontrol ünitesi ve kontrolör. Soğutucuyu dış ve iç bileşenler arasında hareket ettiren boru, duvarda yalnızca 3 inçlik bir delik gerektirir ve termal enerjiyi yayacak kanal sistemi olmadığından bunlar duvarlardan veya duvarlardan geçen kanallara önemli miktarda enerji kaybeden cebri havalandırmalı merkezi klimalardan yüzde 30'a kadar daha verimli olan çok verimli sistemler çatı katları.

Dezavantajı, minisplitlerin montajı, cebri hava kullanan bir merkezi klima kompresöründen daha pahalı olabilir. doğru ebadı seçme ve iç mekan klima santrallerini konumlandırma konusunda yetenekli bir montajcı gerektirirler. doğru şekilde. Çok büyük veya klima santrallerinin kötü yerleştirildiği bir sistemin çalıştırılması pahalı olacaktır.

Ulusal istatistiklere göre, bir mini split sistemin kurulumu, geleneksel bir kanallı sisteme göre yaklaşık yüzde 30 daha pahalıdır. yeni inşaat için, ancak yeni kanal sistemi kurmanın çok zor olabileceği güçlendirme kurulumları için daha uygun maliyetli olabilir. karmaşık. Ulusal ortalama, tek bir iç mekan klima santraline sahip temel 12.000 BTU mini split ünite için yaklaşık 3.000 ila 4.000 dolar arasındadır. Her bir ilave iç mekan hava işleyicisi için yaklaşık 1.000$ daha fazla harcamayı planlayın. Bir Ulusal anket minisplit sistemin profesyonel kurulumu için ortalama 5,600 dolar gösterir.

Bu pahalı görünse de, sistemin ömrü boyunca, enerji tasarrufu yoluyla yüksek maliyeti telafi edebilirsiniz.

Pencere Isı Pompaları

Isı pompası dünyasına nispeten yeni bir giriş, pencere ünitesi ısı pompası, bir pencere klimasına çok benziyor ve çalışıyor, önemli bir farkla: Tersine çevrilebilir, bu nedenle bir odayı soğutabilir veya ısıtabilir. En küçük birimlerin maliyeti 500 ila 700 ABD Doları arasındayken, BTU dereceleri 25.000 kadar yüksek olan daha büyük birimlerin maliyeti 2.000 ABD Dolarına yakın olabilir. Bu üniteler, bir odayı hem soğutmak hem de ısıtmak için bir ünite arayan apartman sakinleri için iyi bir seçenek olabilir. Yeni bir oda ilavesi veya bitmiş bir oda için yardımcı soğutma ve ısıtma sağlamanın bir yolunu arayan ev sahipleri Çatı katı. Amana, LG, Comfort Aire ve General Electric gibi birçok lider üretici artık bu ısıtma/soğutma pencere ünitelerini üretiyor. Genellikle "ısı/soğuk klimalar" olarak pazarlanırlar, ancak tasarım klasik bir hava kaynaklı ısı pompasının tasarımıdır.

2. Yer Kaynaklı Isı Pompaları

Toprak kaynaklı ısı pompaları genellikle donma çizgisinin altında toprağa gömülü geniş bir boru döngüsünden geçen bir antifriz/soğutucu solüsyonunu sirküle ederek çalışır. İnşaat sahasının lojistiğine bağlı olarak bu boruyu çalıştırmak için çeşitli yöntemler vardır. Hava kaynaklı ısı pompası sistemlerinde olduğu gibi, antifriz, mekanik bir kompresör, genleşme valfi ve buharlaştırıcı tarafından belirlenen bir genleşme/sıkıştırma döngüsü nedeniyle ısısını emer ve serbest bırakır. Sistem ısıyı bir uçta toplar ve diğer uçta serbest bırakır. Kış ısıtma mevsimi boyunca sistem, topraktan ısıyı emer ve iç mekana verir; süreç yaz soğutma mevsiminde tersine çevrilir.

Bu sistemlerin nasıl döşendiği konusunda çeşitli varyasyonlar vardır. Kapalı devre sistemler genellikle sızdırmaz bir boru sisteminden akan bir antifriz kullanır, ancak ayrıca gömülü sıvılar arasında dolaşan sıvı olarak yeraltı suyu veya göl/havuz suyu kullanan açık çevrim sistemler boru. Bu tür sistemler, yalnızca yerel düzenlemelerin ve su kalitesinin buna izin verdiği durumlarda mümkündür.

Yer kaynaklı ısı pompalarının kurulumu, diğer ısı pompası türlerine göre çok daha maliyetlidir, çünkü bunlar, yeraltı borularını çalıştırmak için kapsamlı bir kazı gerektirir. Yeraltı boru sistemine sahip yeni bir toprak kaynaklı ısı pompası kurmak için 15.000 ila 25.000 ABD Doları harcamayı bekleyin. Bununla birlikte, sürekli olarak işletilmeleri çok daha az maliyetlidir ve bu da uzun vadeli tasarruflar sağlar. Ayrıca, bu sistemlerden bazıları aynı zamanda suyu da ısıtabilmektedir. radyan döşeme sistemleri veya evdeki musluk muslukları için.

3. Su Kaynaklı Isı Pompaları

Jeotermal pompanın farklı bir biçimi, ısı kaynağı olarak göl veya büyük gölet gibi bir su kütlesini kullanan pompadır. Soğutucu akışkanla doldurulmuş kapalı ve sızdırmaz bir boru sistemi, uygun bir su kütlesinin yüzeyinin en az 8 fit altından geçirilir ve bu göl veya gölet, sistem tarafından kullanılan ısı kaynağını sağlar. Toprak kaynaklı sistemler gibi, bir kompresör ve evaporatör boru içindeki soğutucu akışkanı gazdan sıvıya aktarmak için değiştirir. ısı — ısıtma mevsimi için sudan ve evin içine ve soğutma sırasında evden suya mevsim.

Boruları toprağa gömmek için kapsamlı kazıya gerek olmadığı için su kaynaklı sistemlerin kurulumu daha ucuz olabilir, ancak soğutucu akışkan dolu boruların sudan izole edilmiş ve sızdırmaz tutulması gerektiğinden birçok düzenlemeye tabidirler. gerekli.

4. Hibrit Isı Pompaları

Hem ısı pompası hem de geleneksel basınçlı hava HVAC bileşenlerini içeren konut ısıtma/soğutma sistemleri vardır. Bir cebri hava fırınına ek olarak, sistem, düşük talep dönemlerinde ısıtma ve soğutma görevlerini yerine getiren bir dış ısı pompası ünitesine (genellikle bir hava kaynaklı tip) sahiptir. Çok soğuk veya çok sıcak dönemlerde geleneksel HVAC sistemi devreye girer.

Aşırı iklimlerde iyi bir seçenek, hibrit sistem Yalnızca ısı pompalı bir sistemin görevleri her zaman yerine getiremeyebileceği durumlarda. Geleneksel fırının doğal gaz yerine elektrikli olması gerektiğinde de iyi bir seçenektir. Tek başına bir elektrikli fırınla ​​ısıtmak pahalı bir teklif olabilir.

5. Absorpsiyonlu Isı Pompaları

Hava kaynağı kategorisine, iki jeotermal türe veya hibrit kategorisine uymayan daha az yaygın olan başka bir ısı pompası tasarımı daha vardır. Absorpsiyonlu ısı pompası olarak bilinen bu tasarım, ısıtma ve soğutma sağlamak için bir amonyak-su absorpsiyon döngüsü kullanır. Standart bir ısı pompasında olduğu gibi, amonyak soğutucu, ısısını serbest bırakmak için bir bobinde yoğunlaştırılır ve daha sonra ısıyı emmek için bir genleşme mekanizması yoluyla basıncı serbest bırakılır. Sistem evinizin içindeki ısıyı emdiğinde soğutma sağlar; evinizin iç kısmına ısı verdiğinde ısınma sağlar.

Tasarımdaki fark, absorpsiyonlu ısı pompasında buharlaşan amonyağın doğrudan bir kompresör tarafından basınçlandırılır, ancak bunun yerine nispeten bir kompresör tarafından sıkıştırılmadan önce suya emilir. düşük güçlü pompa. Çevrimin diğer ucundaki sudan çözünmüş amonyağı serbest bırakmak için sistem, gaz brülörü veya elektrikli ısı kaynağı gibi bir ısı kaynağına ihtiyaç duyar.

Bu sistemler, en büyük konutlar dışında herkes için nispeten nadirdir. Yalnızca 4.000 metrekareden büyük evler için anlamlıdırlar.