Ferwaarming en koeling mei in waarmtepomp - Diel 1

Ynlieding

As jo ​​​​opsjes ûndersykje om jo hûs te ferwaarmjen en te koelen of jo enerzjyrekken te ferminderjen, wolle jo miskien in waarmtepompsysteem beskôgje. Waarmtepompen binne in bewezen en betroubere technology yn Kanada, dy't it heule jier komfortkontrôle foar jo hûs kin leverje troch waarmte yn 'e winter te leverjen, yn' e simmer te koelen, en yn guon gefallen hyt wetter foar jo hûs te ferwaarmjen.

Warmtepompen kinne in poerbêste kar wêze yn in ferskaat oan tapassingen, en foar sawol nije wenten as retrofits fan besteande ferwaarming- en koelsystemen. Se binne ek in opsje by it ferfangen fan besteande airconditioningsystemen, om't de ynkrementele kosten foar it ferpleatsen fan in koelsysteem nei in waarmtepomp faak frij leech binne. Sjoen de rykdom fan ferskate systeemtypen en opsjes, kin it faak lestich wêze om te bepalen oft in waarmtepomp de goeie opsje is foar jo hûs.

As jo ​​​​in waarmtepomp beskôgje, hawwe jo wierskynlik in oantal fragen, ynklusyf:

• Hokker soarten waarmtepompen binne beskikber?
• Hoefolle fan myn jierlikse ferwaarming en koeling behoeften kin in waarmtepomp foarsjen?
• Hokker grutte waarmtepomp haw ik nedich foar myn hûs en applikaasje?
• Hoefolle kostje waarmtepompen yn ferliking mei oare systemen, en hoefolle koe ik besparje op myn enerzjyrekken?
• Sil ik ekstra wizigings oan myn hûs moatte meitsje?
• Hoefolle service sil it systeem fereaskje?

Dit boekje jout wichtige feiten oer waarmtepompen om jo te helpen mear ynformearre te wurden, en stypje jo om de juste kar foar jo hûs te meitsjen. Mei help fan dizze fragen as in gids, beskriuwt dit boekje de meast foarkommende soarten waarmtepompen, en besprekt de faktoaren belutsen by it kiezen, ynstallearjen, operearjen en ûnderhâlden fan in waarmtepomp.

Bedoeld publyk

Dit boekje is bedoeld foar hûseigners op syk nei eftergrûnynformaasje oer waarmtepomptechnologyen om ynformearre beslútfoarming te stypjen oangeande systeemseleksje en yntegraasje, eksploitaasje en ûnderhâld. De ynformaasje jûn hjir is algemien, en spesifike details kinne fariearje ôfhinklik fan jo ynstallaasje en systeem type. Dit boekje moat it wurkjen mei in oannimmer of enerzjyadviseur net ferfange, dy't derfoar soarget dat jo ynstallaasje foldocht oan jo behoeften en winske doelstellingen.

In notysje oer enerzjybehear yn 'e hûs

Warmtepompen binne heul effisjinte ferwaarming- en koelsystemen en kinne jo enerzjykosten signifikant ferminderje. By it tinken fan it hûs as in systeem, is it oan te rieden dat waarmteferlies fan jo hûs wurde minimalisearre út gebieten lykas luchtlekkage (troch skuorren, gatten), min isolearre muorren, plafonds, ruten en doarren.

Troch dizze problemen earst oan te pakken kinne jo in lytsere waarmtepompgrutte brûke, wêrtroch de kosten fan waarmtepompapparatuer ferminderje en jo systeem effisjinter kinne operearje.

In oantal publikaasjes dy't útlizze hoe't jo dit dwaan binne beskikber fan Natural Resources Canada.

Wat is in waarmtepomp, en hoe wurket it?

Warmtepompen binne in bewezen technology dy't al tsientallen jierren is brûkt, sawol yn Kanada as wrâldwiid, om effisjint ferwaarming, koeling, en yn guon gefallen hyt wetter oan gebouwen te leverjen. Yn feite, it is wierskynlik dat jo ynteraksje mei waarmtepomp technology op deistige basis: kuolkasten en airconditioning wurkje mei deselde prinsipes en technology. Dizze paragraaf presintearret de basis fan hoe't in waarmtepomp wurket, en yntrodusearret ferskillende systeem typen.

Warmtepomp Basic Concepts

In waarmtepomp is in elektrysk oandreaune apparaat dat waarmte lûkt út in lege temperatuer plak (in boarne), en leveret it oan in hegere temperatuer plak (in sink).

Om dit proses te begripen, tink oer in fytstocht oer in heuvel: Gjin ynspanning is nedich om fan 'e top fan' e heuvel nei de boaiem te gean, om't de fyts en de rider natuerlik fan in hege plak nei in legere ferpleatse. De heuvel op gean freget lykwols folle mear wurk, om't de fyts tsjin de natuerlike bewegingsrjochting yn beweecht.

Op deselde wize streamt waarmte natuerlik fan plakken mei hegere temperatueren nei lokaasjes mei legere temperatueren (bgl. yn 'e winter giet waarmte fan binnen it gebou nei bûten ferlern). In waarmtepomp brûkt ekstra elektryske enerzjy om de natuerlike stream fan waarmte tsjin te gean, en pompt de beskikbere enerzjy op in kâlder plak nei in waarmer.

Dus hoe waarmet of koelt in waarmtepomp jo hûs? As enerzjy út in boarne helle wurdt, wurdt de temperatuer fan 'e boarne fermindere. As it hûs wurdt brûkt as boarne, sil termyske enerzjy wurde fuortsmiten, dizze romte koelt. Dit is hoe't in waarmtepomp wurket yn koelmodus, en is itselde prinsipe dat brûkt wurdt troch airconditioning en kuolkasten. Lykas, as enerzjy wurdt tafoege oan in wasktafel, nimt de temperatuer ta. As it hûs wurdt brûkt as wasktafel, sil termyske enerzjy tafoege wurde, de romte ferwaarme. In waarmtepomp is folslein omkearber, wat betsjut dat it jo hûs sawol ferwaarmje as koelje kin, en it hiele jier troch komfort leveret.

Boarnen en Sinks foar waarmtepompen

Selektearje de boarne en sink foar jo waarmtepompsysteem giet in lange wei by it bepalen fan de prestaasjes, kapitaalkosten en bedriuwskosten fan jo systeem. Dizze seksje jout in koart oersjoch fan mienskiplike boarnen en sinken foar wenapplikaasjes yn Kanada.

Boarnen: Twa boarnen fan termyske enerzjy wurde meast brûkt foar ferwaarming fan wenten mei waarmtepompen yn Kanada:

• Luchtboarne: De waarmtepomp lûkt waarmte út 'e bûtenlucht yn' e ferwaarmingsseizoen en fersmyt waarmte bûten yn 'e simmerkoelseizoen.
• It kin ferrassend wêze om te witten dat sels as bûtentemperatueren kâld binne, noch in soad enerzjy beskikber is dy't wûn wurde kin en levere wurde oan it gebou. Bygelyks, de waarmte-ynhâld fan lucht by -18 ° C is lyk oan 85% fan 'e waarmte befette by 21 ° C. Dêrtroch kin de waarmtepomp ek by kâlder waar in soad ferwaarming leverje.
• Luchtboarnesystemen binne it meast foarkommen op 'e Kanadeeske merk, mei mear dan 700,000 ynstalleare ienheden yn hiel Kanada.
• Dit soarte fan systeem wurdt besprutsen yn mear detail yn de Air-Boarne Heat Pumps seksje.
• Grûnboarne: In waarmtepomp fan grûnboarne brûkt de ierde, grûnwetter, of beide as de boarne fan waarmte yn 'e winter, en as in reservoir om waarmte te ferwiderjen dy't yn' e simmer út 'e hûs is fuorthelle.
• Dizze waarmtepompen binne minder gewoan as luchtboarne-ienheden, mar wurde mear wiidferspraat brûkt yn alle provinsjes fan Kanada. Har primêre foardiel is dat se net ûnderwurpen binne oan ekstreme temperatuerfluktuaasjes, mei de grûn as in konstante temperatuerboarne, wat resulteart yn it meast enerzjysunige type waarmtepompsysteem.
• Dit soarte fan systeem wurdt besprutsen yn mear detail yn de Ground-Source Heat Pumps seksje.

Sinks: Twa sinken foar termyske enerzjy wurde meast brûkt foar ferwaarming fan wenten mei waarmtepompen yn Kanada:

• Binnenlucht wurdt ferwaarme troch de waarmtepomp. Dit kin dien wurde troch: Wetter binnen it gebou wurdt ferwaarme. Dit wetter kin dan brûkt wurde om terminalsystemen te tsjinjen lykas radiatoren, in strieljende flier, of fan-coil-ienheden fia in hydronysk systeem.
  • In sintraal ducted systeem of
  • In ductless indoor unit, lykas in muorre monteare ienheid.

In ynlieding ta waarmtepomp effisjinsje

Ovens en boilers jouwe romteferwaarming troch waarmte ta te foegjen oan 'e loft troch de ferbaarning fan in brânstof lykas ierdgas of stookoalje. Wylst effisjinsjes kontinu ferbettere binne, bliuwe se noch ûnder 100%, wat betsjut dat net alle beskikbere enerzjy fan ferbaarning brûkt wurdt om de loft te ferwaarmjen.

Warmtepompen wurkje op in oar prinsipe. De elektrisiteit ynfier yn de waarmtepomp wurdt brûkt om te dragen termyske enerzjy tusken twa lokaasjes. Hjirmei kin de waarmtepomp effisjinter wurkje, mei typyske effisjinsjes goed oer

100%, dus mear termyske enerzjy wurdt produsearre as de hoemannichte elektryske enerzjy dy't brûkt wurdt om it te pompen.

It is wichtich om te notearjen dat de effisjinsje fan 'e waarmtepomp sterk hinget fan' e temperatueren fan 'e boarne en sink. Krekt as in steiler heuvel fereasket mear ynspanning om te klimmen op in fyts, gruttere temperatuer ferskillen tusken de boarne en sink fan de waarmtepomp fereaskje it om te wurkjen hurder, en kin ferminderjen effisjinsje. It bepalen fan de juste grutte fan waarmtepomp om saisonale effisjinsje te maksimalisearjen is kritysk. Dizze aspekten wurde yn mear detail besprutsen yn 'e seksjes Air-Boarne Heat Pumps en Ground-Source Heat Pumps.

Effisjinsje Terminology

In ferskaat oan effisjinsjemetriken wurde brûkt yn fabrikantkatalogen, dy't it begripen fan systeemprestaasjes wat betiizjend meitsje kinne foar in earste kear keaper. Hjirûnder is in ferdieling fan guon meast brûkte termen foar effisjinsje:

Steady-State Metrics: Dizze maatregels beskriuwe de effisjinsje fan waarmtepomp yn in 'steady-state', dat wol sizze, sûnder echte fluktuaasjes yn seizoen en temperatuer. As sadanich kin har wearde signifikant feroarje as boarne- en sinktemperatueren, en oare operasjonele parameters, feroarje. Steady state metriken omfetsje:

Koëffisjint fan prestaasjes (COP): De COP is in ferhâlding tusken it taryf wêryn't de waarmtepomp termyske enerzjy (yn kW) oerdraacht, en it bedrach fan elektryske krêft nedich om it pompjen te dwaan (yn kW). Bygelyks, as in waarmtepomp 1kW elektryske enerzjy brûkte om 3 kW waarmte oer te bringen, soe de COP 3 wêze.

Enerzjy-effisjinsjeferhâlding (EER): De EER is fergelykber mei de COP, en beskriuwt de steady-state koeleffisjinsje fan in waarmtepomp. It wurdt bepaald troch de koelkapasiteit fan 'e waarmtepomp te dielen yn Btu / h troch de elektryske enerzjyynput yn Watt (W) by in spesifike temperatuer. EER is strikt assosjearre mei it beskriuwen fan de steady-state koeleffisjinsje, yn tsjinstelling ta COP dy't kin wurde brûkt om de effisjinsje fan in waarmtepomp út te drukken yn ferwaarming en koeling.

Seasonal Performance Metrics: Dizze maatregels binne ûntworpen om in bettere skatting fan prestaasjes te jaan oer in ferwaarmings- of koelingsseizoen, troch "echte libben" fariaasjes yn temperatueren oer it seizoen op te nimmen.

Seasonal metriken omfetsje:

• Heating Seasonal Performance Factor (HSPF): HSPF is in ferhâlding fan hoefolle enerzjy de waarmtepomp leveret oan it gebou oer de folsleine ferwaarming seizoen (yn Btu), oan de totale enerzjy (yn Watthours) it brûkt oer deselde perioade.

Wettergegevens skaaimerken fan lange termyn klimaatomstannichheden wurde brûkt om it ferwaarmingsseizoen te fertsjintwurdigjen by it berekkenjen fan de HSPF. Dizze berekkening is lykwols typysk beheind ta ien regio, en kin de prestaasjes yn Kanada net folslein fertsjintwurdigje. Guon fabrikanten kinne op oanfraach in HSPF foar in oare klimaatregio leverje; lykwols wurde typysk HSPF's rapportearre foar Regio 4, dy't klimaaten fertsjinwurdigje dy't fergelykber binne mei de Midwestlike FS. Regio 5 soe it grutste part fan 'e súdlike helte fan' e provinsjes yn Kanada dekke, fan it ynterieur fan BC oant Nij Brunswyk Footnote1.

• Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER): SEER mjit de koeleffisjinsje fan 'e waarmtepomp oer it heule koelseizoen. It wurdt bepaald troch de totale koeling dy't oer it koelseizoen (yn Btu) levere wurdt, te dielen troch de totale enerzjy dy't de waarmtepomp yn dy tiid brûkt (yn Watt-oeren). De SEER is basearre op in klimaat mei in gemiddelde simmertemperatuer fan 28°C.

Wichtige terminology foar waarmtepompsystemen

Hjir binne wat gewoane termen dy't jo kinne tsjinkomme by it ûndersykjen fan waarmtepompen.

Warmtepomp System Components

It koelmiddel is de floeistof dy't troch de waarmtepomp sirkulearret, ôfwikseljend waarmte absorbearret, transportearret en frijlitten. Ofhinklik fan har lokaasje kin de floeistof flüssich, gasfoarmich of in gas / damp-mingsel wêze

De omkearklep kontrolearret de streamrjochting fan it koelmiddel yn 'e waarmtepomp en feroaret de waarmtepomp fan ferwaarming nei koelmodus of oarsom.

In spoel is in loop, of loops, fan buizen dêr't waarmte oerdracht tusken de boarne / sink en koelmiddel plakfynt. De buizen kinne finnen hawwe om it oerflak beskikber foar waarmtewikseling te fergrutsjen.

De evaporator is in spoel wêryn it koelmiddel waarmte út syn omjouwing opnimt en siedt ta in damp mei lege temperatuer. As it koelmiddel trochgiet fan 'e omkearklep nei de kompressor, sammelt de accumulator alle oerstallige flüssigens dy't net yn in gas ferdampe. Net alle waarmtepompen hawwe lykwols in accumulator.

De kompressor squeeze de molekulen fan it koelmiddel gas byinoar, it fergrutsjen fan de temperatuer fan it koelmiddel. Dit apparaat helpt by it oerdragen fan termyske enerzjy tusken de boarne en sink.

De kondensor is in spoel wêryn it koelmiddel waarmte oan syn omjouwing jout en in floeistof wurdt.

De útwreiding apparaat ferleget de druk makke troch de compressor. Dit feroarsaket de temperatuer sakket, en it koelmiddel wurdt in lege-temperatuer damp / floeibere mingsel.

De bûtenienheid is wêr't waarmte wurdt oerbrocht nei / fan 'e bûtenlucht yn in luchtboarne waarmtepomp. Dizze ienheid befettet oer it generaal in waarmtewikselerspul, de kompressor en it útwreidingsklep. It sjocht en wurket op deselde manier as it bûtendiel fan in airconditioning.

De binnenspoel is wêr't waarmte wurdt oerbrocht nei / fan binnenlucht yn bepaalde soarten luchtboarne waarmtepompen. Algemien befettet de indoor unit in waarmte Exchanger coil, en kin ek befetsje in ekstra fan te sirkulearje ferwaarme of kuolle lucht nei de besette romte.

It plenum, allinich te sjen yn kanaalynstallaasjes, makket diel út fan it loftdistribúsjenetwurk. De plenum is in loftromte dat diel útmakket fan it systeem foar it fersprieden fan ferwaarme of koele lucht troch it hûs. It is oer it algemien in grut fak direkt boppe of om de waarmtewikseler.

Oare betingsten

Maat ienheden foar kapasiteit, as macht gebrûk:

• In Btu/h, of Britske thermyske ienheid per oere, is in ienheid dy't brûkt wurdt om de waarmteútfier fan in ferwaarmingsysteem te mjitten. Ien Btu is de hoemannichte waarmte-enerzjy dy't ôfjûn wurdt troch in typyske jierdeikears. As dizze waarmte-enerzjy yn 'e rin fan ien oere frijkomt, soe it lykweardich wêze fan ien Btu / h.
• In kW, of kilowatt, is lyk oan 1000 watt. Dit is de hoemannichte macht nedich troch tsien 100-watt gloeilampen.
• In ton is in mjitte fan waarmtepompkapasiteit. It is lykweardich oan 3,5 kW of 12 000 Btu/h.

Loftboarne waarmtepompen

Luchtboarne waarmtepompen brûke de bûtenlucht as in boarne fan termyske enerzjy yn ferwaarmingsmodus, en as sink om enerzjy te fersmiten as yn koelmodus. Dizze soarten systemen kinne algemien wurde yndield yn twa kategoryen:

Air-Air waarmtepompen. Dizze ienheden ferwaarme of koelje de loft yn jo hûs, en fertsjinwurdigje de grutte mearderheid fan luchtboarne waarmtepompintegraasjes yn Kanada. Se kinne fierder wurde klassifisearre neffens it type ynstallaasje:

• Ducted: De binnenspiraal fan 'e waarmtepomp sit yn in kanaal. Lucht wurdt ferwaarme of ôfkuolle troch troch te gean oer de spoel, foardat se ferspraat wurde fia it kanaal nei ferskate lokaasjes yn 'e hûs.
• Ductless: De binnenspoel fan 'e waarmtepomp sit yn in binnenunit. Dizze binnenienheden lizze oer it generaal op 'e flier of muorre fan in besette romte, en waarmje of koelje de loft yn dy romte direkt. Under dizze ienheden kinne jo de termen mini- en multi-split sjen:
  • Mini-Split: In inkele binnenienheid leit binnen it hûs, betsjinne troch in inkele bûtenienheid.
  • Multi-Split: Meardere binnenienheden lizze yn 't hûs, en wurde betsjinne troch in inkele bûtenienheid.

Lucht-loftsystemen binne effisjinter as it temperatuerferskil tusken binnen en bûten lytser is. Hjirtroch besykje lucht-loftwaarmtepompen yn 't algemien har effisjinsje te optimalisearjen troch in grutter folume fan waarme lucht te leverjen, en dy lucht te ferwaarmjen nei in legere temperatuer (normaal tusken 25 en 45 °C). Dit yn tsjinstelling ta ovensystemen, dy't in lytser folume fan lucht leverje, mar dy lucht ferwaarme ta hegere temperatueren (tusken 55 °C en 60 °C). As jo ​​oerstappe nei in waarmtepomp út in oven, kinne jo fernimme dit as jo begjinne mei it brûken fan jo nije waarmtepomp.

Lucht-wetter waarmtepompen: Minder gewoan yn Kanada, lucht-wetter waarmtepompen waarmte as kâld wetter, en wurde brûkt yn huzen mei hydronyske (wetter-basearre) distribúsjesystemen lykas radiatoren mei lege temperatuer, strieljende flierren, of fan-coil-ienheden. Yn ferwaarming modus, de waarmtepomp jout termyske enerzjy oan it hydronyske systeem. Dit proses wurdt omkeard yn cooling modus, en termyske enerzjy wurdt helle út it hydronyske systeem en ôfwiisd nei de bûtenlucht.

Bedriuwstemperatueren yn it hydronyske systeem binne kritysk by it evaluearjen fan lucht-wetterwaarmtepompen. Loft-wetter waarmtepompen wurkje effisjinter by it ferwaarmjen fan it wetter nei legere temperatueren, dat wol sizze ûnder 45 oant 50 ° C, en as sadanich binne in bettere wedstriid foar strieljende flierren of fan coil systemen. Foarsichtich moat nommen wurde as se beskôgje har gebrûk mei radiatoren mei hege temperatueren dy't wettertemperatueren boppe 60 ° C nedich binne, om't dizze temperatueren yn 't algemien de grinzen fan' e measte wenwaarmtepompen oerstekke.

Grutte foardielen fan luchtboarne waarmtepompen

It ynstallearjen fan in luchtboarne waarmtepomp kin jo in oantal foardielen biede. Dizze seksje ûndersiket hoe't luchtboarne waarmtepompen kinne profitearje fan jo húshâlding enerzjyfootprint.

Effisjinsje

It grutte foardiel fan it brûken fan in luchtboarne waarmtepomp is de hege effisjinsje dy't it kin leverje yn ferwaarming yn ferliking mei typyske systemen lykas ovens, boilers en elektryske baseboards. By 8 ° C farieart de prestaasjeskoëffisjint (COP) fan luchtboarne waarmtepompen typysk fan tusken 2,0 en 5,4. Dat betsjut dat foar ienheden mei in COP fan 5, 5 kilowatt-oeren (kWh) waarmte wurde oerdroegen foar elke kWh oan elektrisiteit dy't oan de waarmtepomp wurdt levere. As de bûtenluchttemperatuer sakket, binne COP's leger, om't de waarmtepomp moat wurkje oer in grutter temperatuerferskil tusken de binnen- en bûtenromte. By -8 ° C kinne COP's fariearje fan 1,1 oant 3,7.

Op in seizoensbasis kin de ferwaarming seizoensprestaasjefaktor (HSPF) fan merkbeskikbere ienheden fariearje fan 7,1 oant 13,2 (Region V). It is wichtich om te notearjen dat dizze HSPF-skattingen binne foar in gebiet mei in klimaat fergelykber mei Ottawa. Eigentlike besparrings binne tige ôfhinklik fan 'e lokaasje fan jo waarmtepompynstallaasje.

Enerzjybesparring

De hegere effisjinsje fan 'e waarmtepomp kin fertale yn signifikante fermindering fan enerzjyferbrûk. Eigentlike besparring yn jo hûs sil ôfhingje fan in oantal faktoaren, ynklusyf jo lokale klimaat, effisjinsje fan jo hjoeddeistige systeem, grutte en type waarmtepomp, en de kontrôle strategy. In protte online rekkenmasines binne beskikber om in rappe skatting te leverjen fan hoefolle enerzjybesparring jo kinne ferwachtsje foar jo bepaalde applikaasje. NRCan's ASHP-Eval-ark is frij beskikber en koe wurde brûkt troch ynstallearders en meganyske ûntwerpers om te advisearjen oer jo situaasje.

Hoe wurket in luchtboarne waarmtepomp?

Transkripsje

In luchtboarne waarmtepomp hat trije syklusen:

• De ferwaarmingssyklus: It leverjen fan termyske enerzjy oan it gebou
• The Cooling Cycle: Fuortsmite termyske enerzjy út it gebou
• De defrostsyklus: Frost ferwiderje
• opbou op outdoor coils

De Heating Cycle

Opmerking:

Guon fan 'e artikels binne nommen fan it ynternet. As der in ynbreuk is, nim dan kontakt mei ús op om it te wiskjen. As jo ​​ynteressant binne yn waarmtepompprodukten, nim dan gerêst kontakt op mei OSB waarmtepompbedriuw, wy binne jo bêste kar.