Upphitun og kæling með varmadælu - Hluti 2

Í upphitunarferlinu er varmi tekinn úr útilofti og „dælt“ innandyra.

• Í fyrsta lagi fer fljótandi kælimiðillinn í gegnum þenslubúnaðinn og breytist í lágþrýsta vökva/gufublöndu. Það fer síðan í útispóluna, sem virkar sem uppgufunarspólinn. Fljótandi kælimiðillinn dregur í sig hita frá útiloftinu og sýður og verður að lághitagufu.
• Þessi gufa fer í gegnum baklokann til rafgeymisins, sem safnar öllum vökva sem eftir er áður en gufan fer inn í þjöppuna. Gufan er síðan þjappuð saman, dregur úr rúmmáli hennar og veldur því að hún hitnar.
• Að lokum sendir vendingarventillinn gasið, sem nú er heitt, til innispólunnar, sem er eimsvalinn. Hitinn frá heita gasinu er fluttur til inniloftsins sem veldur því að kælimiðillinn þéttist í vökva. Þessi vökvi fer aftur í stækkunarbúnaðinn og hringrásin er endurtekin. Innanhússpólan er staðsett í leiðslukerfi, nálægt ofninum.

Geta varmadælunnar til að flytja varma frá útilofti í húsið fer eftir útihita. Þegar þetta hitastig lækkar minnkar einnig geta varmadælunnar til að gleypa hita. Fyrir margar loftvarmadælur þýðir þetta að það er hitastig (kallað hitajafnvægispunktur) þegar hitunargeta varmadælunnar er jöfn hitatapi hússins. Undir þessum umhverfishita utandyra getur varmadælan aðeins veitt hluta af þeim hita sem þarf til að halda heimilisrýminu þægilegu og aukahita er nauðsynleg.

Mikilvægt er að hafa í huga að langflestar loftvarmadælur eru með lágmarkshitastig sem þær geta ekki starfað undir. Fyrir nýrri gerðir getur þetta verið á bilinu -15°C til -25°C. Undir þessu hitastigi verður að nota viðbótarkerfi til að veita upphitun í bygginguna.

Kælingarhringurinn

Hringrásinni sem lýst er hér að ofan er snúið við til að kæla húsið á sumrin. Einingin tekur varma úr inniloftinu og hafnar honum úti.

• Eins og í upphitunarferlinu fer fljótandi kælimiðillinn í gegnum þenslubúnaðinn og breytist í lágþrýsta vökva/gufublöndu. Það fer síðan í innispóluna, sem virkar sem uppgufunartæki. Fljótandi kælimiðillinn gleypir varma úr inniloftinu og sýður og verður að lághitagufu.
• Þessi gufa fer í gegnum baklokann til rafgeymisins, sem safnar öllum vökva sem eftir er, og síðan í þjöppuna. Gufan er síðan þjappuð saman, dregur úr rúmmáli hennar og veldur því að hún hitnar.
• Loks fer gasið, sem nú er heitt, í gegnum bakventilinn að útispólunni sem virkar sem eimsvala. Hitinn frá heita gasinu er fluttur til útiloftsins sem veldur því að kælimiðillinn þéttist í vökva. Þessi vökvi fer aftur í stækkunarbúnaðinn og hringrásin er endurtekin.

Í kæliferlinu rakar varmadælan einnig inniloftið. Raki í loftinu sem fer yfir innandyra spóluna þéttist á yfirborði spólunnar og safnast saman í pönnu neðst á spólunni. Þéttivatnsrennsli tengir þessa pönnu við niðurfall hússins.

Afþíðingarlotan

Ef útihitastigið fer niður fyrir eða niður fyrir frostmark þegar varmadælan er í upphitunarstillingu mun raki í loftinu sem fer yfir ytri spóluna þéttast og frjósa á henni. Magn frosts sem myndast fer eftir útihitastigi og magni raka í loftinu.

Þessi frostsöfnun dregur úr skilvirkni spólunnar með því að draga úr getu hennar til að flytja hita yfir í kælimiðilinn. Á einhverjum tímapunkti verður að fjarlægja frostið. Til að gera þetta skiptir varmadælan yfir í afþíðingarstillingu. Algengasta aðferðin er:

• Í fyrsta lagi skiptir afturlokinn tækinu yfir í kælistillingu. Þetta sendir heitt gas til útispólunnar til að bræða frostið. Jafnframt er slökkt á útiviftunni, sem venjulega blæs köldu lofti yfir spóluna, til að minnka hitamagnið sem þarf til að bræða frostið.
• Á meðan þetta er að gerast er varmadælan að kæla loftið í leiðslukerfinu. Hitakerfið myndi venjulega hita þetta loft þar sem það er dreift um allt húsið.

Ein af tveimur aðferðum er notuð til að ákvarða hvenær einingin fer í afþíðingarham:

• Eftirspurnarfroststýringar fylgjast með loftflæði, kælimiðilsþrýstingi, loft- eða spóluhita og þrýstingsmun yfir útispóluna til að greina frostsöfnun.
• Tímahitaafþíðing er hafin og henni lýkur með forstilltum tímamæli eða hitaskynjara sem staðsettur er á ytri spólunni. Hægt er að hefja hringrásina á 30, 60 eða 90 mínútna fresti, allt eftir loftslagi og hönnun kerfisins.

Óþarfa afþíðingarlotur draga úr árstíðabundinni afköstum varmadælunnar. Fyrir vikið er eftirspurnarfrostaðferðin almennt skilvirkari þar sem hún byrjar aðeins afísingarferlinu þegar þess er krafist.

Viðbótarhitagjafar

Þar sem loftgjafavarmadælur hafa lágmarkshitastig úti (á milli -15°C til -25°C) og minni hitunargetu við mjög kalt hitastig er mikilvægt að huga að viðbótarhitagjafa fyrir loftvarmadælur. Einnig getur verið þörf á viðbótarhitun þegar varmadælan er að afþíða. Mismunandi valkostir eru í boði:

• Allt rafmagn: Í þessari uppsetningu er varmadæluaðgerðum bætt við rafmótstöðueiningum sem staðsettir eru í leiðslum eða með rafmagnsgrunnplötum. Þessir mótstöðueiningar eru óhagkvæmari en varmadælan, en geta þeirra til að veita upphitun er óháð útihita.
• Hybrid System: Í blendingskerfi notar loftgjafavarmadælan viðbótarkerfi eins og ofn eða katla. Þessi valkostur er hægt að nota í nýrri uppsetningu og er einnig góður kostur þar sem varmadæla er bætt við núverandi kerfi, til dæmis þegar varmadæla er sett upp í stað miðlægs loftræstikerfis.

Sjá lokakafla þessa bæklings, tengdur búnaður, fyrir frekari upplýsingar um kerfi sem nota viðbótarhitagjafa. Þar er að finna umfjöllun um möguleika á því hvernig á að forrita kerfið þitt til að skipta á milli varmadælunotkunar og viðbótarvarmanotkunar.

Orkunýtnisjónarmið

Til að styðja við skilning á þessum hluta, vísa til fyrri hlutans sem heitir An introduction to Heat Pump Efficiency til að útskýra hvað HSPFs og SEERs tákna.

Í Kanada mæla orkunýtingarreglur fyrir um lágmarks árstíðabundin skilvirkni í upphitun og kælingu sem þarf að ná til að varan sé seld á kanadíska markaðnum. Til viðbótar við þessar reglugerðir gæti hérað þitt eða landsvæði haft strangari kröfur.

Lágmarksafköst fyrir Kanada í heild, og dæmigerð svið fyrir vörur sem eru á markaði, eru teknar saman hér að neðan fyrir hitun og kælingu. Það er mikilvægt að athuga líka hvort einhverjar viðbótarreglur séu til staðar á þínu svæði áður en þú velur kerfið þitt.

Árstíðabundin kæling, SEER:

• Lágmarks SEER (Kanada): 14
• Svið, SEER í markaðstiltækum vörum: 14 til 42

Upphitun árstíðabundin árangur, HSPF

• Lágmarks HSPF (Kanada): 7,1 (fyrir svæði V)
• Svið, HSPF í markaðstiltækum vörum: 7,1 til 13,2 (fyrir svæði V)

Athugið: HSPF þættir eru gefnir upp fyrir AHRI loftslagssvæði V, sem hefur svipað loftslag og Ottawa. Raunveruleg árstíðabundin skilvirkni getur verið mismunandi eftir þínu svæði. Nýr frammistöðustaðall sem miðar að því að sýna betur frammistöðu þessara kerfa á kanadískum svæðum er nú í þróun.

Raunveruleg SEER eða HSPF gildi eru háð ýmsum þáttum sem fyrst og fremst tengjast hönnun varmadælu. Núverandi árangur hefur þróast verulega á síðustu 15 árum, knúin áfram af nýrri þróun í þjöpputækni, hönnun varmaskipta og bættu flæði og stjórnun kælimiðils.

Einhraða og breytilegur varmadælur

Sérstaklega mikilvægt þegar hugað er að skilvirkni er hlutverk nýrrar þjöppuhönnunar við að bæta árstíðabundna afköst. Venjulega einkennast einingar sem starfa við lágmarks sem mælt er fyrir um SEER og HSPF af einnhraða varmadælum. Nú eru fáanlegar loftvarmadælur með breytilegum hraða sem eru hannaðar til að breyta getu kerfisins til að passa betur við upphitunar-/kælinguþörf hússins á tilteknu augnabliki. Þetta hjálpar til við að viðhalda hámarks skilvirkni á öllum tímum, þar með talið við mildari aðstæður þegar minni eftirspurn er eftir kerfinu.

Nýlega hafa verið kynntar á markaðnum loftvarmadælur sem eru betur aðlagaðar að starfa í köldu kanadísku loftslagi. Þessi kerfi, sem oft eru kölluð kalt loftslagsvarmadælur, sameina þjöppur með breytilegri afkastagetu með bættri hönnun og stýringu varmaskipta til að hámarka hitunargetu við kaldara lofthita, en viðhalda mikilli skilvirkni við mildari aðstæður. Þessar tegundir kerfa hafa venjulega hærra SEER og HSPF gildi, þar sem sum kerfi ná SEER allt að 42 og HSPF nálgast 13.

Vottun, staðlar og einkunnakvarðar

Canadian Standards Association (CSA) sannreynir nú allar varmadælur fyrir rafmagnsöryggi. Frammistöðustaðall tilgreinir prófanir og prófunarskilyrði þar sem hita- og kæligeta og skilvirkni varmadælunnar er ákvörðuð. Frammistöðuprófunarstaðlar fyrir varmadælur með loftgjafa eru CSA C656, sem (frá og með 2014) hefur verið samræmt ANSI/AHRI 210/240-2008, Performance Rating of Unitary Air-Conditioning & Air-Source Heat Pump Equipment. Það kemur einnig í stað CAN/CSA-C273.3-M91, árangursstaðal fyrir miðlæga loftræstikerfi og varmadælur.

Stærðarsjónarmið

Til að stærð varmadælukerfisins á viðeigandi hátt er mikilvægt að skilja upphitunar- og kæliþörf heimilisins. Mælt er með því að sérfræðingur í hita- og kælibúnaði sé fenginn til að gera nauðsynlega útreikninga. Upphitunar- og kæliálag ætti að ákvarða með því að nota viðurkennda stærðaraðferð eins og CSA F280-12, "Að ákvarða nauðsynlega afkastagetu til upphitunar og kælibúnaðar fyrir íbúðarrými."

Stærð varmadælukerfisins þíns ætti að fara fram í samræmi við loftslag þitt, hita- og kælibyggingarálag og markmið uppsetningar þinnar (td hámarka hitaorkusparnað samanborið við að færa út núverandi kerfi á ákveðnum tímabilum ársins). Til að aðstoða við þetta ferli hefur NRCan þróað stærðar- og valleiðbeiningar með loftuppsprettu hitadælu. Þessi leiðarvísir, ásamt fylgihugbúnaðarverkfæri, er ætlaður orkuráðgjöfum og vélahönnuðum og er frjálst aðgengilegur til að veita leiðbeiningar um viðeigandi stærð.

Ef varmadæla er undirstærð muntu taka eftir því að aukahitakerfið verður notað oftar. Þó að undirstærð kerfi virki enn á skilvirkan hátt, gætirðu ekki náð þeim orkusparnaði sem búist er við vegna mikillar notkunar á viðbótarhitakerfi.

Sömuleiðis, ef varmadæla er of stór, gæti æskilegur orkusparnaður ekki náðst vegna óhagkvæms rekstrar við mildari aðstæður. Þó að viðbótarhitakerfið virki sjaldnar, við hlýrri umhverfisaðstæður, framleiðir varmadælan of mikinn hita og einingin fer í gang og slökkt sem leiðir til óþæginda, slits á varmadælunni og rafmagnsnotkunar í biðstöðu. Það er því mikilvægt að hafa góðan skilning á hitaálagi þínu og hverjar rekstrareiginleikar varmadælunnar eru til að ná sem bestum orkusparnaði.

Önnur valviðmið

Burtséð frá stærð, ætti að hafa nokkra viðbótarframmistöðuþætti í huga:

• HSPF: Veldu einingu með eins háan HSPF og raunhæft er. Fyrir einingar með sambærilegar HSPF einkunnir, athugaðu stöðugleika einkunnir þeirra við –8,3°C, lághitastigið. Einingin með hærra gildi mun vera skilvirkasta í flestum svæðum Kanada.
• Afþíðing: Veldu einingu með eftirspurnar-þíðingarstýringu. Þetta lágmarkar afþíðingarlotur, sem dregur úr auka- og varmadæluorkunotkun.
• Hljóðeinkunn: Hljóð er mælt í einingum sem kallast desibel (dB). Því lægra sem gildið er, því lægra er hljóðafl frá útieiningunni. Því hærra sem desibelstigið er, því meiri hávaði. Flestar varmadælur eru með hljóðeinkunnina 76 dB eða lægri.

Hugleiðingar um uppsetningu

Loftvarmadælur ættu að vera settar upp af hæfum verktaka. Hafðu samband við hita- og kælisérfræðing á staðnum til að stærð, setja upp og viðhalda búnaði þínum til að tryggja skilvirka og áreiðanlega rekstur. Ef þú ert að leita að innleiðingu varmadælu til að skipta um eða bæta við miðofninn þinn, ættir þú að vera meðvitaður um að varmadælur starfa almennt við hærra loftstreymi en ofnakerfi. Það fer eftir stærð nýju varmadælunnar þinnar, nokkrar breytingar gætu verið nauðsynlegar á leiðslukerfi þínu til að forðast aukinn hávaða og orkunotkun viftu. Verktaki þinn mun geta veitt þér leiðbeiningar um þitt tiltekna mál.

Kostnaður við að setja upp loftgjafavarmadælu fer eftir tegund kerfis, hönnunarmarkmiðum þínum og hvers kyns hitabúnaði og leiðslum sem fyrir eru á heimili þínu. Í sumum tilfellum gæti þurft frekari breytingar á leiðslukerfi eða rafmagnsþjónustu til að styðja við nýju varmadæluna þína.

Rekstrarsjónarmið

Þú ættir að hafa nokkra mikilvæga hluti þegar þú notar varmadæluna þína:

• Fínstilltu stillingar hitadælu og viðbótarkerfis. Ef þú ert með rafmagns viðbótarkerfi (td grunnplötur eða viðnámseiningar í rás), vertu viss um að nota lægra hitastig fyrir viðbótarkerfið þitt. Þetta mun hjálpa til við að hámarka hitamagnið sem varmadælan veitir heimilinu þínu, lækka orkunotkun þína og reikninga. Mælt er með stilli sem er 2°C til 3°C undir hitastigi hitadælunnar. Hafðu samband við uppsetningarverktaka þinn um ákjósanlegan stillingu fyrir kerfið þitt.
• Settu upp fyrir skilvirka afþíðingu. Þú getur dregið úr orkunotkun með því að láta kerfið þitt setja upp til að slökkva á viftunni innanhúss meðan á afþíðingu stendur. Þetta getur uppsetningarforritið þitt framkvæmt. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að afþíðing getur tekið aðeins lengri tíma með þessari uppsetningu.
• Lágmarka hitafall. Varmadælur hafa hægari svörun en ofnakerfi, þannig að þær eiga erfiðara með að bregðast við djúpum hitaáföllum. Nota ætti hófstillt bakslag sem er ekki meira en 2°C eða nota „snjall“ hitastilli sem kveikir snemma á kerfinu, í aðdraganda þess að bakslagi batni. Aftur skaltu ráðfæra þig við uppsetningarverktaka þinn um ákjósanlegan hitastig fyrir kerfið þitt.
• Fínstilltu loftflæðisstefnu þína. Ef þú ert með veggfesta innandyraeiningu skaltu íhuga að stilla loftflæðisstefnuna til að hámarka þægindi þín. Flestir framleiðendur mæla með því að beina loftstreymi niður á við við upphitun og að farþegum í kælingu.
• Fínstilltu viftustillingar. Vertu einnig viss um að stilla viftustillingar til að hámarka þægindi. Til að hámarka hita sem afhentur er frá varmadælunni er mælt með því að stilla viftuhraðann á háan eða „Sjálfvirkt“. Við kælingu, til að bæta rakaleysið, er mælt með „lágum“ viftuhraða.

Viðhaldssjónarmið

Rétt viðhald er mikilvægt til að tryggja að varmadælan þín virki á skilvirkan hátt, áreiðanlega og hafi langan endingartíma. Þú ættir að láta hæfan verktaka gera árlegt viðhald á einingunni þinni til að tryggja að allt sé í góðu lagi.

Fyrir utan árlegt viðhald eru nokkur einföld atriði sem þú getur gert til að tryggja áreiðanlegan og skilvirkan rekstur. Vertu viss um að skipta um eða hreinsa loftsíuna þína á 3ja mánaða fresti, þar sem stíflaðar síur munu minnka loftflæði og draga úr skilvirkni kerfisins. Gakktu úr skugga um að loftop og loftstokkar á heimili þínu séu ekki stíflaðir af húsgögnum eða teppi, þar sem ófullnægjandi loftstreymi til eða frá einingunni getur stytt líftíma búnaðarins og dregið úr skilvirkni kerfisins.

Rekstrarkostnaður

Orkusparnaðurinn við að setja upp varmadælu getur hjálpað til við að lækka mánaðarlega orkureikninginn þinn. Að ná lækkun á orkureikningum þínum veltur að miklu leyti á raforkuverði í tengslum við annað eldsneyti eins og jarðgas eða hitaolíu og, í endurnýjun, hvers konar kerfi er verið að skipta út.

Varmadælur eru almennt með hærri kostnað miðað við önnur kerfi eins og ofna eða rafmagns grunnplötur vegna fjölda íhluta í kerfinu. Á sumum svæðum og tilfellum er hægt að endurheimta þennan aukna kostnað á tiltölulega skömmum tíma með sparnaði í veitukostnaði. Hins vegar, á öðrum svæðum, getur breytilegt afnotagjald lengt þetta tímabil. Mikilvægt er að vinna með verktaka eða orkuráðgjafa til að fá mat á hagkvæmni varmadælna á þínu svæði og hugsanlegan sparnað sem þú getur náð.

Lífslíkur og ábyrgðir

Loftvarmadælur hafa endingartíma á bilinu 15 til 20 ár. Þjappan er mikilvægur hluti kerfisins.

Flestar varmadælur eru með eins árs ábyrgð á hlutum og vinnu, og fimm til tíu ára viðbótarábyrgð á þjöppunni (aðeins fyrir hluta). Hins vegar eru ábyrgðir mismunandi milli framleiðenda, svo athugaðu smáa letrið.

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.