Hejtado kaj Malvarmigo Per Varmopumpilo-Parto 1

Enkonduko

Se vi esploras eblojn por varmigi kaj malvarmigi vian hejmon aŭ redukti viajn energifakturojn, vi eble volas konsideri varmopumpilon. Varmopumpiloj estas pruvita kaj fidinda teknologio en Kanado, kapabla provizi tutjaran komfortan kontrolon por via hejmo provizante varmegon en la vintro, malvarmigante en la somero, kaj en iuj kazoj, hejtante varman akvon por via hejmo.

Varmopumpiloj povas esti bonega elekto en diversaj aplikoj, kaj por novaj hejmoj kaj renovigoj de ekzistantaj hejtado kaj malvarmigosistemoj. Ili ankaŭ estas elekto dum anstataŭigado de ekzistantaj klimatiziloj, ĉar la pliiga kosto por moviĝi de nur malvarmiga sistemo al varmopumpilo ofte estas sufiĉe malalta. Konsiderante la riĉecon de malsamaj sistemaj tipoj kaj opcioj, ofte povas esti malfacile determini ĉu varmopumpilo estas la ĝusta elekto por via hejmo.

Se vi konsideras varmopumpilon, vi verŝajne havas kelkajn demandojn, inkluzive:

• Kiuj specoj de varmopumpiloj estas haveblaj?
• Kiom da miaj jaraj hejtado kaj malvarmigo bezonoj povas provizi varmopumpilon?
• Kian grandecon de varmopumpilo mi bezonas por mia hejmo kaj aplikaĵo?
• Kiom kostas varmopumpiloj kompare kun aliaj sistemoj, kaj kiom mi povus ŝpari sur mia energifakturo?
• Ĉu mi devos fari pliajn modifojn al mia hejmo?
• Kiom da servado postulos la sistemo?

Ĉi tiu libreto provizas gravajn faktojn pri varmopumpiloj por helpi vin esti pli informita, apogante vin fari la ĝustan elekton por via hejmo. Uzante ĉi tiujn demandojn kiel gvidilon, ĉi tiu libreto priskribas la plej oftajn specojn de varmopumpiloj, kaj diskutas la faktorojn implikitajn en elekto, instalo, funkciigado kaj prizorgado de varmopumpilo.

Intencita Publiko

Ĉi tiu broŝuro estas destinita al domposedantoj serĉantaj fonajn informojn pri varmopumpilaj teknologioj por subteni informitan decidon pri sistema elekto kaj integriĝo, funkciado kaj prizorgado. La informoj ĉi tie provizitaj estas ĝeneralaj, kaj specifaj detaloj povas varii depende de via instalado kaj sistema tipo. Ĉi tiu libreto ne anstataŭu laboradon kun entreprenisto aŭ energia konsilisto, kiu certigos, ke via instalado plenumas viajn bezonojn kaj deziratajn celojn.

Noto pri Energia Administrado en la Hejmo

Varmopumpiloj estas tre efikaj hejtado kaj malvarmigosistemoj kaj povas signife redukti viajn energikostojn. Konsiderante la hejmon kiel sistemon, oni rekomendas ke varmoperdoj de via hejmo estu minimumigitaj de areoj kiel aerfluado (tra fendoj, truoj), malbone izolitaj muroj, plafonoj, fenestroj kaj pordoj.

Pritrakti ĉi tiujn aferojn unue povas permesi al vi uzi pli malgrandan varmopumpilan grandecon, tiel reduktante varmopumpilan ekipaĵkostojn kaj permesante al via sistemo funkcii pli efike.

Kelkaj publikaĵoj klarigantaj kiel fari tion estas haveblaj de Natural Resources Canada.

Kio Estas Varmopumpilo, kaj Kiel Ĝi Funkcias?

Varmopumpiloj estas pruvita teknologio, kiu estis uzata dum jardekoj, kaj en Kanado kaj tutmonde, por efike provizi hejton, malvarmigon kaj en iuj kazoj varman akvon al konstruaĵoj. Fakte, verŝajne vi interagas kun varmopumpila teknologio ĉiutage: fridujoj kaj klimatiziloj funkcias per la samaj principoj kaj teknologio. Ĉi tiu sekcio prezentas la bazaĵojn pri kiel funkcias varmopumpilo, kaj prezentas malsamajn sistemajn tipojn.

Varmopumpilo Bazaj Konceptoj

Varmopumpilo estas elektre movita aparato kiu ĉerpas varmon de malalta temperaturloko (fonto), kaj liveras ĝin al pli alta temperaturloko (lavujo).

Por kompreni ĉi tiun procezon, pensu pri bicikloveturo super monteto: Ne necesas peno iri de la supro de la monteto al la fundo, ĉar la biciklo kaj rajdanto moviĝos nature de alta loko al pli malalta. Tamen, supreniri la monteton postulas multe pli da laboro, ĉar la biciklo moviĝas kontraŭ la natura direkto de moviĝo.

Simile, varmo nature fluas de lokoj kun pli alta temperaturo al lokoj kun pli malaltaj temperaturoj (ekz., vintre, varmo de ene de la konstruaĵo perdiĝas al la ekstero). Varmopumpilo uzas kroman elektran energion por kontraŭstari la naturan fluon de varmo, kaj pumpi la disponeblan energion en pli malvarma loko al pli varma.

Do kiel varmopumpilo varmigas aŭ malvarmigas vian hejmon? Ĉar energio estas ĉerpita de fonto, la temperaturo de la fonto estas reduktita. Se la hejmo estas uzata kiel fonto, varmoenergio estos forigita, malvarmigante ĉi tiun spacon. Jen kiel varmopumpilo funkcias en malvarmiga reĝimo, kaj estas la sama principo uzata de klimatiziloj kaj fridujoj. Simile, kiam energio estas aldonita al lavujo, ĝia temperaturo pliiĝas. Se la hejmo estas uzata kiel lavujo, varmoenergio estos aldonita, hejtante la spacon. Varmopumpilo estas plene reigebla, tio signifas, ke ĝi povas kaj hejti kaj malvarmigi vian hejmon, provizante tutjaran komforton.

Fontoj kaj Lavujoj por Varmopumpiloj

Elekti la fonton kaj lavujon por via varmopumpila sistemo iras longan vojon por determini la rendimenton, kapitalkostojn kaj operaciajn kostojn de via sistemo. Ĉi tiu sekcio disponigas mallongan superrigardon de oftaj fontoj kaj lavujoj por loĝaplikoj en Kanado.

Fontoj: Du fontoj de termika energio estas plej ofte uzataj por hejti hejmojn per varmopumpiloj en Kanado:

• Aera-Fonto: La varmopumpilo ĉerpas varmegon de la ekstera aero dum la hejtsezono kaj malakceptas varmegon ekstere dum la somera malvarmiga sezono.
• Eble surprizas scii, ke eĉ kiam subĉielaj temperaturoj estas malvarmaj, ankoraŭ disponeblas multe da energio, kiu povas esti eltirita kaj liverata al la konstruaĵo. Ekzemple, la varmoenhavo de aero je -18 °C egalas al 85% de la varmo enhavita je 21 °C. Ĉi tio permesas al la varmopumpilo disponigi bonan hejtadon, eĉ dum pli malvarma vetero.
• Aerfontaj sistemoj estas la plej oftaj sur la kanada merkato, kun pli ol 700,000 instalitaj ekzempleroj en tuta Kanado.
• Ĉi tiu speco de sistemo estas diskutita pli detale en la sekcio de Aera-Fonto Varmopumpiloj.
• Terfonto: Terfonta varmopumpilo uzas la teron, subteran akvon, aŭ ambaŭ kiel la fonton de varmo en la vintro, kaj kiel rezervujon por malaprobi varmecon forigitan de la hejmo en la somero.
• Tiuj varmopumpiloj estas malpli oftaj ol aerfontaj unuoj, sed iĝas pli vaste uzitaj en ĉiuj provincoj de Kanado. Ilia ĉefa avantaĝo estas ke ili ne estas submetitaj al ekstremaj temperaturfluktuoj, uzante la grundon kiel konstantan temperaturfonton, rezultigante la plej energiefikan specon de varmopumpila sistemo.
• Ĉi tiu speco de sistemo estas diskutita pli detale en la sekcio de Terfontaj Varmopumpiloj.

Lavujoj: Du lavujoj por termika energio estas plej ofte uzataj por hejti hejmojn per varmopumpiloj en Kanado:

• Endoma aero estas varmigita per la varmopumpilo. Ĉi tio povas esti farita per:Akvo ene de la konstruaĵo estas varmigita. Tiu akvo tiam povas esti uzita por servi finajn sistemojn kiel radiatoroj, radianta planko aŭ ventumilo-unuoj per hidrona sistemo.
  • Sistemo centre duktita aŭ
  • Sendukta endoma unuo, kiel ekzemple surmura unuo.

Enkonduko al Varmopumpila Efikeco

Fornoj kaj vaporkaldronoj disponigas kosmohejton aldonante varmecon al la aero tra la bruligado de fuelo kiel ekzemple tergaso aŭ hejtoleo. Dum efikecoj daŭre pliboniĝis, ili daŭre restas sub 100%, signifante ke ne la tuta disponebla energio de brulado estas uzata por varmigi la aeron.

Varmopumpiloj funkcias laŭ malsama principo. La elektro-enigo en la varmopumpilon estas uzata por transdoni varmoenergion inter du lokoj. Ĉi tio permesas al la varmopumpilo funkcii pli efike, kun tipaj efikecoj multe super

100%, do pli da varmoenergio estas produktita ol la kvanto de elektra energio uzata por pumpi ĝin.

Gravas noti, ke la efikeco de la varmopumpilo dependas multe de la temperaturoj de la fonto kaj lavujo. Same kiel pli kruta monteto postulas pli da penado por grimpi sur biciklon, pli grandaj temperaturdiferencoj inter la fonto kaj lavujo de la varmopumpilo postulas, ke ĝi laboru pli forte, kaj povas redukti efikecon. Determini la ĝustan grandecon de varmopumpilo por maksimumigi sezonajn efikecojn estas kritika. Ĉi tiuj aspektoj estas diskutitaj pli detale en la sekcioj Aer-Fontaj Varmopumpiloj kaj Terfonta Varmopumpiloj.

Efikeca Terminologio

Diversaj efikecmetrikoj estas uzataj en fabrikistaj katalogoj, kiuj povas iom konfuzi kompreni sisteman rendimenton por unuafoja aĉetanto. Malsupre estas rompo de kelkaj ofte uzitaj efikecterminoj:

Konstanta-Stato-Metriko: Ĉi tiuj mezuroj priskribas varmopumpilan efikecon en "stacia stato", t.e., sen realaj fluktuoj en sezono kaj temperaturo. Kiel tia, ilia valoro povas ŝanĝiĝi signife kiam fontaj kaj lavujtemperaturoj, kaj aliaj funkciaj parametroj, ŝanĝiĝas. Konstancaj metrikoj inkluzivas:

Koeficiento de Efikeco (COP): La COP estas rilatumo inter la rapideco ĉe kiu la varmopumpilo transdonas varmoenergion (en kW), kaj la kvanto de elektra potenco necesa por fari la pumpadon (en kW). Ekzemple, se varmopumpilo uzis 1kW da elektra energio por transdoni 3 kW da varmeco, la COP estus 3.

Energiefikeco-Proporcio (EER): La EER estas simila al la COP, kaj priskribas la stabilan malvarmigan efikecon de varmopumpilo. Ĝi estas determinita dividante la malvarmigan kapaciton de la varmopumpilo en Btu/h per la elektra energia enigo en Vatoj (W) ĉe specifa temperaturo. EER estas strikte rilata al priskribado de la ekvilibra malvarmiga efikeco, male al COP kiu povas esti uzita por esprimi la efikecon de varmopumpilo en hejtado same kiel malvarmigo.

Laŭsezonaj Efikeco-Metrikoj: Ĉi tiuj mezuroj estas dizajnitaj por doni pli bonan takson de agado dum hejtado aŭ malvarmigo sezono, korpigante "realvivajn" variojn en temperaturoj tra la sezono.

Laŭsezonaj metrikoj inkluzivas:

• Heating Seasonal Performance Factor (HSPF): HSPF estas rilatumo de kiom multe da energio la varmopumpilo liveras al la konstruaĵo dum la plena hejtadsezono (en Btu), al la totalenergio (en Vathoraj) kiun ĝi uzas dum la sama periodo.

Veterdatenkarakterizaĵoj de longperspektivaj klimatcirkonstancoj estas utiligitaj por reprezenti la hejtadsezonon en kalkulado de la HSPF. Tamen, ĉi tiu kalkulo estas tipe limigita al ununura regiono, kaj eble ne plene reprezentas efikecon en tuta Kanado. Kelkaj produktantoj povas disponigi HSPF por alia klimata regiono laŭ peto; tamen tipe HSPFoj estas raportitaj por Regiono 4, reprezentante klimatojn similajn al la Mezokcidenta Usono. Regiono 5 kovrus la plej grandan parton de la suda duono de la provincoj en Kanado, de la BC-interno tra Nov-BrunsvikoFootnote1.

• Sezona Energiefikeco-Proporcio (SEER): SEER mezuras la malvarmigan efikecon de la varmopumpilo dum la tuta malvarmiga sezono. Ĝi estas determinita dividante la totalan malvarmigon disponigitan dum la malvarmigosezono (en Btu) de la totalenergio uzita per la varmopumpilo dum tiu tempo (en Vatohoroj). La SEER baziĝas sur klimato kun meza somera temperaturo de 28 °C.

Grava Terminologio por Varmopumpilaj Sistemoj

Jen kelkaj oftaj terminoj, kiujn vi povas renkonti dum esplorado de varmopumpiloj.

Varmopumpila Sistemo Komponantoj

La fridigaĵo estas la fluido, kiu cirkulas tra la varmopumpilo, alterne absorbante, transportante kaj liberigante varmon. Depende de ĝia loko, la likvaĵo povas esti likva, gasa aŭ gasa/vapora miksaĵo

La inversa valvo kontrolas la direkton de fluo de la fridigaĵo en la varmopumpilo kaj ŝanĝas la varmopumpilon de hejtado al malvarmiga reĝimo aŭ inverse.

Bobeno estas buklo, aŭ bukloj, de tubo kie varmotransigo inter la fonto/lavujo kaj fridigaĵo okazas. La tubo povas havi naĝilojn por pliigi la surfacareon disponeblan por varmointerŝanĝo.

La vaporigilo estas bobeno en kiu la fridigaĵo absorbas varmon de sia ĉirkaŭaĵo kaj bolas por iĝi malalt-temperatura vaporo. Ĉar la fridigaĵo pasas de la inversiga valvo al la kompresoro, la akumulilo kolektas ajnan troan likvaĵon kiu ne vaporiĝis en gason. Ne ĉiuj varmopumpiloj tamen havas akumulilon.

La kompresoro kunpremas la molekulojn de la fridiga gaso, pliigante la temperaturon de la fridigaĵo. Ĉi tiu aparato helpas translokigi termikan energion inter la fonto kaj lavujo.

La kondensilo estas bobeno en kiu la fridigaĵo eligas varmon al sia ĉirkaŭaĵo kaj fariĝas likvaĵo.

La ekspansia aparato malaltigas la premon kreitan de la kompresoro. Tio igas la temperaturon fali, kaj la fridigaĵo iĝas malalt-temperatura vaporo/likva miksaĵo.

La subĉiela unuo estas kie varmo estas transdonita al/de la subĉiela aero en aerfonta varmopumpilo. Ĉi tiu unuo ĝenerale enhavas varmointerŝanĝilvolvaĵon, la kompresoron, kaj la ekspansiovalvon. Ĝi aspektas kaj funkcias en la sama maniero kiel la subĉiela parto de klimatizilo.

La endoma bobeno estas kie varmo estas transdonita al/de endoma aero en certaj specoj de aerfontaj varmopumpiloj. Ĝenerale, la interna unuo enhavas varmointerŝanĝilvolvaĵon, kaj ankaŭ povas inkludi kroman ventolilon por cirkuli varmigitan aŭ malvarmigitan aeron al la okupata spaco.

La pleno, nur vidita en duktaj instalaĵoj, estas parto de la aerdistribua reto. La pleno estas aera kupeo kiu formas parton de la sistemo por distribui hejtitan aŭ malvarmetan aeron tra la domo. Ĝi estas ĝenerale granda kupeo tuj super aŭ ĉirkaŭ la varmointerŝanĝilo.

Aliaj Kondiĉoj

Mezuruoj por kapacito, aŭ povuzo:

• Btu/h, aŭ brita termunuo por horo, estas unuo uzita por mezuri la varmegan produktadon de hejtsistemo. Unu Btu estas la kvanto de varmenergio eligita de tipa naskiĝtaga kandelo. Se ĉi tiu varmenergio estus liberigita dum unu horo, ĝi estus la ekvivalento de unu Btu/h.
• kW, aŭ kilovato, estas egala al 1000 vatoj. Ĉi tio estas la kvanto de potenco postulata de dek 100-vataj ampoloj.
• Tuno estas mezuro de varmopumpila kapacito. Ĝi estas ekvivalenta al 3.5 kW aŭ 12 000 Btu/h.

Aerfontaj Varmopumpiloj

Aerfontaj varmopumpiloj utiligas la subĉielan aeron kiel fonton de termika energio en hejtadreĝimo, kaj kiel lavujo por malakcepti energion kiam en malvarmiga reĝimo. Ĉi tiuj specoj de sistemoj povas ĝenerale esti klasifikitaj en du kategoriojn:

Aero-Aeraj Varmopumpiloj. Ĉi tiuj unuoj varmigas aŭ malvarmigas la aeron en via hejmo, kaj reprezentas la vastan plimulton de aerfontaj varmopumpilaj integriĝoj en Kanado. Ili povas esti plue klasifikitaj laŭ la speco de instalado:

• Ducted: La endoma bobeno de la varmopumpilo situas en dukto. Aero estas varmigita aŭ malvarmetigita per pasado super la bobeno, antaŭ esti distribuita per la dukto al malsamaj lokoj en la hejmo.
• Sendukta: La endoma bobeno de la varmopumpilo situas en interna unuo. Tiuj endomaj unuoj estas ĝenerale situantaj sur la planko aŭ muro de okupata spaco, kaj varmigas aŭ malvarmigas la aeron en tiu spaco rekte. Inter ĉi tiuj unuoj, vi povas vidi la terminojn mini- kaj plur-dividita:
  • Mini-Split: Ununura endoma unuo situas ene de la hejmo, servita per ununura subĉiela unuo.
  • Multi-Split: Multoblaj endomaj unuoj situas en la hejmo, kaj estas servataj de ununura subĉiela unuo.

Aero-aeraj sistemoj estas pli efikaj kiam la temperaturdiferenco inter interno kaj ekstero estas pli malgranda. Pro tio, aer-aeraj varmopumpiloj ĝenerale provas optimumigi sian efikecon disponigante pli altan volumenon de varma aero, kaj varmigante tiun aeron al pli malalta temperaturo (normale inter 25 kaj 45 °C). Ĉi tio kontrastas al fornaj sistemoj, kiuj liveras pli malgrandan aerkvanton, sed varmigas tiun aeron al pli altaj temperaturoj (inter 55 °C kaj 60 °C). Se vi ŝanĝas al varmopumpilo de forno, vi eble rimarkos tion kiam vi komencas uzi vian novan varmopumpilon.

Aer-Akvaj Varmopumpiloj: Malpli oftaj en Kanado, aero-akvaj varmopumpiloj varmigas aŭ malvarmetigas akvon, kaj estas uzitaj en hejmoj kun hidronaj (akvobazitaj) distribusistemoj kiel ekzemple malalttemperaturaj radiatoroj, radiaj plankoj aŭ ventumilo-unuoj. En hejtadreĝimo, la varmopumpilo disponigas varmoenergion al la hidrona sistemo. Ĉi tiu procezo estas inversigita en malvarmiga reĝimo, kaj termika energio estas eltirita de la hidrona sistemo kaj malakceptita al la subĉiela aero.

Funkciaj temperaturoj en la hidrona sistemo estas kritikaj dum taksado de aero-akvaj varmopumpiloj. Aer-akvaj varmopumpiloj funkcias pli efike dum varmigado de la akvo al pli malaltaj temperaturoj, t.e., sub 45 ĝis 50 °C, kaj kiel tia estas pli bona kongruo por radiaj plankoj aŭ ventumilaj sistemoj. Oni devas zorgi se oni konsideras ilian uzon kun altaj temperaturaj radiatoroj, kiuj postulas akvotemperaturojn super 60 °C, ĉar ĉi tiuj temperaturoj ĝenerale superas la limojn de la plej multaj loĝaj varmopumpiloj.

Gravaj Avantaĝoj de Aerfontaj Varmopumpiloj

Instali aerfontan varmopumpilon povas proponi al vi kelkajn avantaĝojn. Ĉi tiu sekcio esploras kiel aerfontaj varmopumpiloj povas profitigi vian hejman energian spuron.

Efikeco

La plej grava avantaĝo de uzado de aerfonta varmopumpilo estas la alta efikeco, kiun ĝi povas provizi en hejtado kompare kun tipaj sistemoj kiel fornoj, vaporkaldronoj kaj elektraj baztabuloj. Je 8 °C, la koeficiento de rendimento (COP) de aerfontaj varmopumpiloj tipe varias de inter 2.0 kaj 5.4. Tio signifas ke, por unuoj kun COP de 5, 5 kilovathoraj (kWh) da varmo estas transdonitaj por ĉiu kWh da elektro liverita al la varmopumpilo. Ĉar la subĉiela aertemperaturo falas, COP estas pli malaltaj, ĉar la varmopumpilo devas funkcii trans pli granda temperaturdiferenco inter la endoma kaj subĉiela spaco. Je -8 °C, COPoj povas varii de 1.1 ĝis 3.7.

Laŭsezona, la hejta laŭsezona rendimentfaktoro (HSPF) de merkataj disponeblaj unuoj povas varii de 7.1 ĝis 13.2 (Regiono V). Gravas noti, ke ĉi tiuj taksoj de HSPF estas por areo kun klimato simila al Otavo. Faktaj ŝparoj tre dependas de la loko de via varmopumpila instalado.

Energiŝparado

La pli alta efikeco de la varmopumpilo povas tradukiĝi en signifajn energiuzoreduktojn. Fakta ŝparado en via domo dependos de kelkaj faktoroj, inkluzive de via loka klimato, efikeco de via nuna sistemo, grandeco kaj speco de varmopumpilo, kaj la kontrolstrategio. Multaj interretaj kalkuliloj disponeblas por provizi rapidan takson pri kiom da energiŝparo vi povas atendi por via aparta aplikaĵo. La ilo ASHP-Eval de NRCan estas libere havebla kaj povus esti uzata de instalistoj kaj mekanikaj projektistoj por helpi konsili pri via situacio.

Kiel Funkcias Aera Fonta Varmopumpilo?

Transskribaĵo

Aerfonta varmopumpilo havas tri ciklojn:

• La Hejtado-Ciklo: Disponigante termikan energion al la konstruaĵo
• La Malvarmigo-Ciklo: Forigante termikan energion de la konstruaĵo
• La Malfrosta Ciklo: Forigante froston
• amasiĝo sur subĉielaj bobenoj

La Hejtado-Ciklo

Rimarko:

Kelkaj el la artikoloj estas prenitaj el la Interreto. Se estas ia malobservo, bonvolu kontakti nin por forigi ĝin. Se vi interesiĝas pri varmopumpilaj produktoj, bonvolu kontakti OSB-varmopumpilan kompanion, ni estas via plej bona elekto.