Upphitun og kæling með varmadælu - Hluti 1

Kynning

Ef þú ert að kanna möguleika til að hita og kæla heimilið þitt eða lækka orkureikninginn þinn gætirðu viljað íhuga varmadælukerfi. Varmadælur eru sannreynd og áreiðanleg tækni í Kanada, sem getur veitt heimili þínu allt árið um kring þægindastýringu með því að veita hita á veturna, kæla á sumrin og í sumum tilfellum hita upp heitt vatn fyrir heimili þitt.

Varmadælur geta verið frábær kostur í margs konar notkun, og fyrir bæði ný heimili og endurbætur á núverandi hita- og kælikerfum. Þau eru einnig valkostur þegar skipt er um núverandi loftræstikerfi, þar sem aukinn kostnaður við að fara úr kælikerfi yfir í varmadælu er oft frekar lágur. Í ljósi þess hve mismunandi kerfisgerðir og valmöguleikar eru mikið getur oft verið erfitt að ákvarða hvort varmadæla sé rétti kosturinn fyrir heimili þitt.

Ef þú ert að íhuga varmadælu hefurðu líklega ýmsar spurningar, þar á meðal:

• Hvaða gerðir af varmadælum eru fáanlegar?
• Hversu mikið af árlegri hita- og kæliþörf minni getur varmadæla veitt?
• Hvaða stærð af varmadælu þarf ég fyrir heimili mitt og notkun?
• Hvað kosta varmadælur miðað við önnur kerfi og hversu mikið gæti ég sparað á orkureikningnum mínum?
• Þarf ég að gera frekari breytingar á heimili mínu?
• Hversu mikla þjónustu mun kerfið þurfa?

Þessi bæklingur veitir mikilvægar staðreyndir um varmadælur til að hjálpa þér að vera upplýstari og styðja þig við að velja rétt fyrir heimili þitt. Með þessum spurningum að leiðarljósi lýsir þessi bæklingur algengustu gerðum varmadælna og fjallar um þá þætti sem koma að vali, uppsetningu, rekstri og viðhaldi varmadælu.

Ætlaðir áhorfendur

Þessi bæklingur er ætlaður húseigendum sem leita að bakgrunnsupplýsingum um varmadælutækni til að styðja við upplýsta ákvarðanatöku varðandi kerfisval og samþættingu, rekstur og viðhald. Upplýsingarnar sem gefnar eru upp hér eru almennar og sérstakar upplýsingar geta verið mismunandi eftir uppsetningu þinni og kerfisgerð. Þessi bæklingur ætti ekki að koma í stað þess að vinna með verktaka eða orkuráðgjafa, sem mun tryggja að uppsetning þín uppfylli þarfir þínar og tilætluð markmið.

Athugasemd um orkustjórnun á heimilum

Varmadælur eru mjög skilvirk hita- og kælikerfi og geta dregið verulega úr orkukostnaði þínum. Þegar litið er á heimilið sem kerfi er mælt með því að hitatap frá heimili þínu sé lágmarkað frá svæðum eins og loftleka (í gegnum sprungur, göt), illa einangruðum veggjum, loftum, gluggum og hurðum.

Að takast á við þessi vandamál fyrst getur gert þér kleift að nota minni varmadælustærð og lækka þannig kostnað við varmadælubúnað og gera kerfinu þínu kleift að starfa á skilvirkari hátt.

Fjöldi rita sem útskýra hvernig á að gera þetta eru fáanlegar frá Natural Resources Canada.

Hvað er varmadæla og hvernig virkar hún?

Varmadælur eru sannreynd tækni sem hefur verið notuð í áratugi, bæði í Kanada og á heimsvísu, til að veita húsum hita, kælingu og í sumum tilfellum heitu vatni á skilvirkan hátt. Reyndar er líklegt að þú hafir samskipti við varmadælutækni daglega: ísskápar og loftkælir starfa eftir sömu meginreglum og tækni. Þessi hluti kynnir grunnatriði hvernig varmadæla virkar og kynnir mismunandi kerfisgerðir.

Varmadæla Grunnhugtök

Varmadæla er rafknúið tæki sem dregur varma úr lághitastað (uppsprettu) og skilar honum á hærra hitastig (vaskur).

Til að skilja þetta ferli skaltu hugsa um hjólatúr yfir hæð: Engin áreynsla er nauðsynleg til að fara frá toppi hæðarinnar til botns, þar sem hjólið og knapinn munu færa sig náttúrulega frá háum stað til lægri. Það krefst hins vegar miklu meiri vinnu að fara upp brekkuna þar sem hjólið hreyfist gegn náttúrulegri hreyfistefnu.

Á svipaðan hátt streymir varmi náttúrulega frá stöðum með hærra hitastig til staða með lægra hitastig (t.d. á veturna tapast varmi innan úr byggingunni út á við). Varmadæla notar aukna raforku til að vinna gegn náttúrulegu varmaflæði og dælir orkunni sem er tiltæk á kaldari stað yfir í heitari.

Svo hvernig hitar eða kælir varmadæla heimilið þitt? Þegar orka er unnin úr upptökum lækkar hitastig uppsprettunnar. Ef heimilið er notað sem uppspretta verður varmaorka fjarlægð og kælir þetta rými. Svona virkar varmadæla í kælistillingu og er sama reglan og notuð eru af loftræstitækjum og ísskápum. Á sama hátt, þegar orka er bætt í vask, hækkar hitastig hans. Ef heimilið er notað sem vaskur bætist við varmaorka sem hitar upp rýmið. Varmadæla er að fullu afturkræf, sem þýðir að hún getur bæði hitað og kælt heimilið, sem veitir þægindi allt árið um kring.

Heimildir og vaskar fyrir varmadælur

Að velja uppsprettu og vask fyrir varmadælukerfið þitt er langt í því að ákvarða afköst, fjármagnskostnað og rekstrarkostnað kerfisins. Þessi hluti veitir stutt yfirlit yfir algengar heimildir og vaska fyrir íbúðaumsóknir í Kanada.

Heimildir: Tvær uppsprettur varmaorku eru oftast notaðar til að hita heimili með varmadælum í Kanada:

• Loftgjafi: Varmadælan dregur varma frá útiloftinu á hitunartímanum og hafnar varma úti á sumrin.
• Það kann að koma á óvart að vita að jafnvel þegar útihiti er kalt er enn til mikil orka sem hægt er að vinna út og afhenda í bygginguna. Til dæmis jafngildir varmainnihald lofts við -18°C 85% af hitanum sem er í 21°C. Þetta gerir varmadælunni kleift að veita góða upphitun, jafnvel í kaldara veðri.
• Loftgjafakerfi eru algengust á kanadíska markaðnum, með yfir 700.000 uppsettar einingar víðs vegar um Kanada.
• Nánar er fjallað um þessa tegund kerfis í hlutanum Air-Source Varmadælur.
• Jarðuppspretta: Jarðvarmadæla notar jörðina, grunnvatnið eða bæði sem varmagjafa á veturna og sem geymir til að hafna varma sem fjarlægur er frá heimilinu á sumrin.
• Þessar varmadælur eru sjaldgæfari en loftgjafaeiningar, en eru að verða meira notaðar í öllum héruðum Kanada. Helsti kostur þeirra er að þeir verða ekki fyrir miklum hitasveiflum, nota jörð sem stöðugan hitagjafa, sem leiðir til orkunýtnustu gerð varmadælukerfis.
• Nánar er fjallað um þessa tegund kerfis í kaflanum um jarðhitadælur.

Vaskar: Tveir vaskar fyrir varmaorku eru oftast notaðir til að hita heimili með varmadælum í Kanada:

• Inniloft er hitað upp með varmadælunni. Þetta er hægt að gera í gegnum: Vatn inni í byggingunni er hitað. Þetta vatn er síðan hægt að nota til að þjóna endakerfi eins og ofnum, geislandi gólfi eða viftuspólueiningar í gegnum vatnskerfi.
  • Miðlægt leiðslukerfi eða
  • Ráslaus innandyraeining, eins og vegghengd eining.

Kynning á skilvirkni hitadælu

Ofnar og katlar veita rýmishitun með því að bæta hita í loftið með brennslu eldsneytis eins og jarðgass eða hitaolíu. Þó að skilvirkni hafi stöðugt batnað er hún enn undir 100%, sem þýðir að ekki er öll tiltæk orka frá bruna notuð til að hita loftið.

Varmadælur starfa á annarri reglu. Rafmagnsinntak inn í varmadæluna er notað til að flytja varmaorku á milli tveggja staða. Þetta gerir varmadælunni kleift að starfa á skilvirkari hátt, með dæmigerðri skilvirkni vel yfir

100%, þ.e. meiri varmaorka er framleidd en sú raforka sem notuð er til að dæla henni.

Mikilvægt er að hafa í huga að skilvirkni varmadælunnar fer mjög eftir hitastigi upptöku og vasks. Rétt eins og brattari brekka krefst meiri fyrirhafnar til að klifra upp á hjóli, þá krefst meiri hitamunur á upptökum og vaski varmadælunnar að hún vinni meira og getur dregið úr skilvirkni. Mikilvægt er að ákvarða rétta stærð varmadælunnar til að hámarka árstíðabundna skilvirkni. Nánar er fjallað um þessa þætti í hlutanum Loftvarmadælur og Jarðvarmadælur.

Hugtök skilvirkni

Ýmsar hagkvæmnimælingar eru notaðar í vörulistum framleiðenda, sem getur gert skilning á frammistöðu kerfisins nokkuð ruglingslegur fyrir kaupanda í fyrsta skipti. Hér að neðan er sundurliðun á nokkrum algengum skilvirknihugtökum:

Stöðugt ástand: Þessar mælingar lýsa skilvirkni varmadælunnar í „stöðugt ástandi“, þ.e. án raunverulegra sveiflna í árstíð og hitastigi. Sem slík getur gildi þeirra breyst verulega eftir því sem hitastig uppsprettu og vaska, og aðrar rekstrarbreytur, breytast. Stöðugar mælingar innihalda:

Afköstunarstuðull (COP): COP er hlutfall á milli þess hraða sem varmadælan flytur varmaorku (í kW) og magns raforku sem þarf til að dæla (í kW). Til dæmis, ef varmadæla notaði 1kW af raforku til að flytja 3 kW af varma, væri COP 3.

Orkunýtnihlutfall (EER): EER er svipað og COP og lýsir stöðugri kælingu varmadælu. Það er ákvarðað með því að deila kæligetu varmadælunnar í Btu/klst með raforkuinntakinu í vöttum (W) við ákveðið hitastig. EER er nákvæmlega tengt við að lýsa stöðugri kælingu skilvirkni, ólíkt COP sem hægt er að nota til að tjá skilvirkni varmadælu við hitun jafnt sem kælingu.

Árstíðabundin árangursmælikvarði: Þessar mælingar eru hannaðar til að gefa betri mat á frammistöðu yfir upphitunar- eða kælitímabil, með því að fella „raunverulega“ breytileika í hitastigi yfir tímabilið.

Árstíðabundin mælikvarði felur í sér:

• Heating Seasonal Performance Factor (HSPF): HSPF er hlutfall af því hversu mikilli orku varmadælan skilar til byggingarinnar yfir allt hitunartímabilið (í Btu), á móti heildarorkunni (í vattstundum) sem hún notar á sama tímabili.

Veðurgögn einkenni langtíma loftslagsskilyrða eru notuð til að tákna hitunartímabilið við útreikning á HSPF. Hins vegar er þessi útreikningur venjulega takmarkaður við eitt svæði og gæti ekki verið að fullu endurspegla frammistöðu í Kanada. Sumir framleiðendur geta útvegað HSPF fyrir annað loftslagssvæði sé þess óskað; Hins vegar er venjulega greint frá HSPF fyrir svæði 4, sem táknar loftslag svipað og í miðvesturhluta Bandaríkjanna. Svæði 5 myndi ná yfir mestan hluta suðurhluta héraðanna í Kanada, frá BC innanverðu í gegnum New BrunswickFootnote1.

• Árstíðabundið orkunýtnihlutfall (SEER): SEER mælir kælingarvirkni varmadælunnar yfir allt kælitímabilið. Það er ákvarðað með því að deila heildarkælingu sem veitt er yfir kælitímabilið (í Btu) með heildarorku sem varmadælan notar á þeim tíma (í Watt-stundum). SEER byggir á loftslagi þar sem meðalhiti sumarsins er 28°C.

Mikilvæg hugtök fyrir varmadælukerfi

Hér eru nokkur algeng hugtök sem þú gætir rekist á þegar þú rannsakar varmadælur.

Íhlutir varmadælukerfis

Kælimiðillinn er vökvinn sem streymir í gegnum varmadæluna og tekur til skiptis, flytur og losar hita. Það fer eftir staðsetningu hans, vökvinn getur verið fljótandi, loftkenndur eða gas/gufu blanda

Baklokinn stjórnar flæðisstefnu kælimiðilsins í varmadælunni og breytir varmadælunni úr hita- í kælistillingu eða öfugt.

Spóla er lykkja, eða lykkjur, af slöngum þar sem varmaflutningur á sér stað milli uppsprettu/vasks og kælimiðils. Slöngurnar geta verið með uggum til að auka yfirborðsflatarmálið sem er tiltækt fyrir varmaskipti.

Uppgufunartækið er spóla þar sem kælimiðillinn gleypir hita frá umhverfi sínu og sýður upp í lághitagufu. Þegar kælimiðillinn berst frá snúningslokanum yfir í þjöppuna, safnar rafgeymirinn öllum umframvökva sem gufaði ekki upp í gas. Ekki eru þó allar varmadælur með rafgeyma.

Þjöppan kreistir sameindir kælimiðilsgassins saman og eykur hitastig kælimiðilsins. Þetta tæki hjálpar til við að flytja varmaorku milli uppsprettu og vasks.

Eimsvalinn er spóla þar sem kælimiðillinn gefur frá sér hita til umhverfisins og verður að vökva.

Stækkunarbúnaðurinn lækkar þrýstinginn sem myndast af þjöppunni. Þetta veldur því að hitastigið lækkar og kælimiðillinn verður að lághita gufu/vökvablöndu.

Útieiningin er þar sem varmi er fluttur til/frá útiloftinu í loftgjafavarmadælu. Þessi eining inniheldur venjulega varmaskiptaspólu, þjöppu og stækkunarventil. Það lítur út og starfar á sama hátt og útihluti loftræstikerfis.

Innispólan er þar sem varmi er fluttur til/frá innilofti í ákveðnum gerðum loftgjafavarmadæla. Almennt inniheldur innieiningin varmaskiptaspólu og getur einnig innifalið auka viftu til að dreifa heitu eða kældu lofti í upptekna rýmið.

Stofninn, sem aðeins sést í rásum, er hluti af loftdreifikerfinu. Loftrýmið er lofthólf sem er hluti af kerfinu til að dreifa heitu eða kældu lofti um húsið. Það er almennt stórt hólf beint fyrir ofan eða í kringum varmaskiptinn.

Aðrir skilmálar

Mælieiningar fyrir afkastagetu eða orkunotkun:

• Btu/klst, eða bresk varmaeining á klukkustund, er eining sem notuð er til að mæla hitaafköst hitakerfis. Eitt Btu er magn hitaorku sem venjulegt afmæliskerti gefur frá sér. Ef þessi varmaorka væri losuð á einni klukkustund myndi það jafngilda einum Btu/klst.
• KW, eða kílóvatt, er jafnt og 1000 vött. Þetta er það aflmagn sem tíu 100 watta ljósaperur þurfa.
• Tonn er mælikvarði á getu varmadælunnar. Það jafngildir 3,5 kW eða 12.000 Btu/klst.

Loftuppspretta varmadælur

Loftvarmadælur nota útiloftið sem varmaorkugjafa í upphitunarham og sem vaskur til að hafna orku í kæliham. Þessar tegundir kerfa má almennt flokka í tvo flokka:

Loft-loft hitadælur. Þessar einingar hita eða kæla loftið inni á heimili þínu og tákna langflest samþættingu loftgjafavarmadælna í Kanada. Hægt er að flokka þau frekar eftir tegund uppsetningar:

• Rás: Innanhússpóla varmadælunnar er staðsett í rás. Loft er hitað eða kælt með því að fara yfir spóluna áður en það er dreift um leiðsluna á mismunandi staði á heimilinu.
• Ráslaust: Innispóla varmadælunnar er staðsett í innieiningu. Þessar innieiningar eru venjulega staðsettar á gólfi eða vegg í uppteknu rými og hita eða kæla loftið í því rými beint. Meðal þessara eininga gætirðu séð hugtökin mini- og multi-split:
  • Mini-Split: Ein innieining er staðsett inni á heimilinu, þjónað af einni útieiningu.
  • Multi-Split: Margar innieiningar eru staðsettar á heimilinu og er þjónað af einni útieiningu.

Loft-loftkerfi eru skilvirkari þegar hitamunur innan og utan er minni. Vegna þessa reyna loft-loftvarmadælur almennt að hámarka skilvirkni sína með því að veita meira magn af heitu lofti og hita það loft í lægra hitastig (venjulega á milli 25 og 45°C). Þetta er í andstöðu við ofnakerfi, sem skila minna magni af lofti, en hita það loft upp í hærra hitastig (á milli 55°C og 60°C). Ef þú ert að skipta yfir í varmadælu úr ofni gætirðu tekið eftir því þegar þú byrjar að nota nýju varmadæluna þína.

Loft-vatnsvarmadælur: Sjaldgæfara í Kanada, loft-vatnsvarmadælur hita eða kælt vatn og eru notaðar á heimilum með vatnsbundið (vatnsbundið) dreifikerfi eins og lághitaofna, geislandi gólf eða viftuspólueiningar. Í upphitunarham veitir varmadælan hitaorku til vatnskerfisins. Þessu ferli er snúið við í kæliham og varmaorka er dregin úr vatnskerfinu og hafnað í útiloftið.

Rekstrarhitastig í vatnskerfi er mikilvægt þegar loft-vatnsvarmadælur eru metnar. Loft-vatnsvarmadælur virka á skilvirkari hátt þegar hitar vatnið niður í lægra hitastig, þ.e. undir 45 til 50°C, og passa sem slíkar betur við geislandi gólf eða viftuspólakerfi. Gæta skal varúðar ef hugað er að notkun þeirra með háhitaofnum sem krefjast vatnshita yfir 60°C, þar sem þetta hitastig fer almennt yfir mörk flestra íbúðavarmadæla.

Helstu kostir lofthitadæla

Að setja upp loftvarmadælu getur veitt þér ýmsa kosti. Þessi hluti kannar hvernig loftuppspretta varmadælur geta gagnast orkufótspori heimilisins þíns.

Skilvirkni

Helsti ávinningurinn af því að nota loftgjafavarmadælu er mikil afköst sem hún getur veitt við upphitun samanborið við dæmigerð kerfi eins og ofna, katla og rafmagns grunnplötur. Við 8°C er árangursstuðullinn (COP) loftvarmadælna venjulega á bilinu 2,0 til 5,4. Þetta þýðir að fyrir einingar með COP upp á 5, flytjast 5 kílóvattstundir (kWst) af varma fyrir hverja kWst af rafmagni sem er veitt til varmadælunnar. Þegar hitastig útiloftsins lækkar eru COPs lægri, þar sem varmadælan verður að vinna yfir meiri hitamun milli inni og úti. Við –8°C geta COPs verið á bilinu 1,1 til 3,7.

Á árstíðabundinni grundvelli getur árstíðabundinn hitunarstuðull (HSPF) af markaðssettum einingum verið breytilegur frá 7,1 til 13,2 (svæði V). Það er mikilvægt að hafa í huga að þessar HSPF áætlanir eru fyrir svæði með svipað loftslag og Ottawa. Raunverulegur sparnaður er mjög háður staðsetningu varmadælunnar þinnar.

Orkusparnaður

Hærri skilvirkni varmadælunnar getur skilað sér í verulegri minnkun orkunotkunar. Raunverulegur sparnaður í húsinu þínu mun ráðast af mörgum þáttum, þar á meðal staðbundnu loftslagi þínu, skilvirkni núverandi kerfis, stærð og gerð varmadælunnar og stjórnunarstefnu. Margir reiknivélar á netinu eru fáanlegar til að gefa skjótt mat á hversu miklum orkusparnaði þú getur búist við fyrir tiltekið forrit. ASHP-Eval tól NRCan er frjálst aðgengilegt og gæti verið notað af uppsetningaraðilum og vélrænum hönnuðum til að hjálpa þér að ráðleggja þér um aðstæður þínar.

Hvernig virkar loftuppspretta varmadæla?

Afrit

Loftvarmadæla hefur þrjár lotur:

• Upphitunarlotan: Að veita byggingunni varmaorku
• Kælingarlotan: Fjarlægir varmaorku úr byggingunni
• Afþíðingarlotan: Fjarlægir frost
• uppbygging á útispólum

Upphitunarhringurinn

Athugasemd:

Sumar greinarnar eru teknar af netinu. Ef það er einhver brot, vinsamlegast hafðu samband við okkur til að eyða því. Ef þú hefur áhuga á varmadæluvörum, vinsamlegast hafðu samband við OSB varmadælufyrirtækið, við erum besti kosturinn þinn.