Įvadas
Jei ieškote galimybių šildyti ir vėsinti namus arba sumažinti sąskaitas už energiją, galbūt norėsite apsvarstyti šilumos siurblio sistemą. Šilumos siurbliai yra patikrinta ir patikima technologija Kanadoje, galinti užtikrinti jūsų namų komforto kontrolę ištisus metus, tiekdama šilumą žiemą, vėsindama vasarą, o kai kuriais atvejais šildydama karštą vandenį jūsų namams.
Šilumos siurbliai gali būti puikus pasirinkimas įvairiems tikslams, tiek naujiems namams, tiek modernizuojant esamas šildymo ir vėsinimo sistemas. Jie taip pat yra galimybė pakeičiant esamas oro kondicionavimo sistemas, nes papildomos išlaidos pereinant nuo tik vėsinimo sistemos prie šilumos siurblio dažnai yra gana mažos. Atsižvelgiant į daugybę skirtingų sistemų tipų ir galimybių, dažnai gali būti sunku nustatyti, ar šilumos siurblys yra tinkamas pasirinkimas jūsų namams.
Jei svarstote apie šilumos siurblį, tikriausiai turėsite daug klausimų, įskaitant:
- Kokių tipų šilumos siurbliai yra?
- Kiek mano metinių šildymo ir vėsinimo poreikių gali patenkinti šilumos siurblys?
- Kokio dydžio šilumos siurblio man reikia mano namams ir pritaikymui?
- Kiek kainuoja šilumos siurbliai, palyginti su kitomis sistemomis, ir kiek galėčiau sutaupyti sąskaitos už energiją?
- Ar man reikės atlikti papildomų namų pakeitimų?
- Kiek reikės sistemos priežiūros?
Šioje knygelėje pateikiami svarbūs faktai apie šilumos siurblius, kurie padės jums būti labiau informuoti ir padėti teisingai pasirinkti savo namams. Remiantis šiais klausimais, šioje knygelėje aprašomi dažniausiai pasitaikantys šilumos siurblių tipai ir aptariami veiksniai, susiję su šilumos siurblio pasirinkimu, montavimu, eksploatavimu ir priežiūra.
Numatyta auditorija
Ši brošiūra skirta namų savininkams, ieškantiems pagrindinės informacijos apie šilumos siurblių technologijas, kad būtų lengviau priimti pagrįstus sprendimus dėl sistemos pasirinkimo ir integravimo, eksploatavimo ir priežiūros. Čia pateikta informacija yra bendra, o konkreti informacija gali skirtis priklausomai nuo jūsų įdiegimo ir sistemos tipo. Ši brošiūra neturėtų pakeisti darbo su rangovu ar patarėju energetikos klausimais, kurie užtikrins, kad jūsų įrengimas atitiktų jūsų poreikius ir norimus tikslus.
Pastaba apie energijos valdymą namuose
Šilumos siurbliai yra labai efektyvios šildymo ir vėsinimo sistemos ir gali žymiai sumažinti energijos sąnaudas. Galvojant apie namą kaip sistemą, rekomenduojama kuo labiau sumažinti šilumos nuostolius iš namų, tokių kaip oro nutekėjimas (per plyšius, skyles), prastai apšiltintos sienos, lubos, langai ir durys.
Pirmiausia išsprendę šias problemas galite naudoti mažesnio dydžio šilumos siurblį, taip sumažinant šilumos siurblio įrangos sąnaudas ir leidžiant jūsų sistemai veikti efektyviau.
Daugelį leidinių, paaiškinančių, kaip tai padaryti, galite gauti iš Kanados gamtos išteklių.
Kas yra šilumos siurblys ir kaip jis veikia?
Šilumos siurbliai yra patikrinta technologija, kuri buvo naudojama dešimtmečius tiek Kanadoje, tiek visame pasaulyje, siekiant efektyviai šildyti, vėsinti, o kai kuriais atvejais ir karštą vandenį pastatams. Tiesą sakant, tikėtina, kad su šilumos siurblio technologijomis bendraujate kasdien: šaldytuvai ir oro kondicionieriai veikia naudodami tuos pačius principus ir technologijas. Šiame skyriuje pateikiami šilumos siurblio veikimo pagrindai ir įvairūs sistemų tipai.
Šilumos siurblio pagrindinės sąvokos
Šilumos siurblys yra elektra varomas įrenginys, kuris išgauna šilumą iš žemos temperatūros vietos (šaltinio) ir tiekia ją į aukštesnės temperatūros vietą (kriauklę).
Kad suprastumėte šį procesą, pagalvokite apie pasivažinėjimą dviračiu per kalną: nereikia jokių pastangų nuvažiuoti nuo kalvos viršaus iki apačios, nes dviratis ir motociklininkas natūraliai judės iš aukštos vietos į žemesnę. Tačiau kylantis į kalną reikalauja daug daugiau darbo, nes dviratis juda prieš natūralią judėjimo kryptį.
Panašiai šiluma natūraliai išteka iš aukštesnės temperatūros į žemesnės temperatūros vietas (pvz., žiemą šiluma iš pastato vidaus prarandama į išorę). Šilumos siurblys naudoja papildomą elektros energiją, kad atremtų natūralų šilumos srautą, o šaltesnėje vietoje esančią energiją pumpuoja į šiltesnę.
Taigi, kaip šilumos siurblys šildo ar vėsina jūsų namus? Kai energija išgaunama iš šaltinio, šaltinio temperatūra sumažėja. Jei namas bus naudojamas kaip šaltinis, šiluminė energija bus pašalinta, vėsinant šią erdvę. Taip šilumos siurblys veikia vėsinimo režimu, tokiu pačiu principu naudoja oro kondicionieriai ir šaldytuvai. Panašiai, kai energija pridedama prie kriauklės, jos temperatūra pakyla. Jei namas bus naudojamas kaip kriauklė, bus pridėta šiluminė energija, šildant patalpas. Šilumos siurblys yra visiškai apverčiamas, tai reiškia, kad jis gali šildyti ir vėsinti jūsų namus, užtikrindamas komfortą ištisus metus.
Šilumos siurblių šaltiniai ir kriauklės
Pasirinkus šilumos siurblio sistemos šaltinį ir kriauklę, labai svarbu nustatyti sistemos našumą, kapitalo sąnaudas ir eksploatavimo išlaidas. Šiame skyriuje pateikiama trumpa įprastų šaltinių ir kriauklių, naudojamų Kanadoje, apžvalga.
Šaltiniai: Kanadoje namų šildymui šilumos siurbliais dažniausiai naudojami du šiluminės energijos šaltiniai:
- Oro šaltinis: Šilumos siurblys ima šilumą iš lauko oro šildymo sezono metu ir atmeta šilumą lauke vasaros vėsinimo sezono metu.
- Gali būti netikėta žinoti, kad net esant šaltai lauko temperatūrai, vis tiek yra daug energijos, kurią galima išgauti ir pristatyti į pastatą. Pavyzdžiui, oro šilumos kiekis -18 °C temperatūroje atitinka 85% šilumos, esančios 21 °C temperatūroje. Taip šilumos siurblys gali pakankamai šildyti net ir šaltesniu oru.
- Oro šaltinio sistemos yra labiausiai paplitusios Kanados rinkoje – visoje Kanadoje įdiegta daugiau nei 700 000 vienetų.
- Šio tipo sistemos plačiau aptartos skyriuje Oro šaltinio šilumos siurbliai.
- Žemės šaltinis: žemės šilumos siurblys naudoja žemę, gruntinį vandenį arba abu kaip šilumos šaltinį žiemą ir kaip rezervuarą, kad atmestų iš namų vasarą pašalintą šilumą.
- Šie šilumos siurbliai yra mažiau paplitę nei oro šaltinio įrenginiai, tačiau vis plačiau naudojami visose Kanados provincijose. Pagrindinis jų privalumas yra tai, kad jie nėra veikiami ekstremalių temperatūros svyravimų, naudojant žemę kaip pastovios temperatūros šaltinį, todėl šilumos siurblių sistemos tipas yra efektyviausias.
- Šio tipo sistemos išsamiau aptartos skyriuje Žemės šaltinio šilumos siurbliai.
Kriauklės: Kanadoje namų šildymui šilumos siurbliais dažniausiai naudojamos dvi šiluminės energijos kriauklės:
- Patalpų oras šildomas šilumos siurbliu. Tai galima padaryti per: Vanduo pastato viduje yra šildomas. Tada šis vanduo gali būti naudojamas terminalų sistemoms, tokioms kaip radiatoriai, spinduliuojančios grindys arba fan-coil įrenginiai, aptarnauti per hidraulinę sistemą.
- Centrinio kanalizacijos sistema arba
- Vidinis įrenginys be ortakių, pvz., sieninis įrenginys.
Įvadas į šilumos siurblio efektyvumą
Krosnys ir katilai šildo patalpas, pridedant šilumos į orą deginant kurą, pvz., gamtines dujas arba šildymo alyvą. Nors efektyvumas nuolat gerėjo, jis vis dar nesiekia 100%, o tai reiškia, kad ne visa turima degimo energija naudojama orui šildyti.
Šilumos siurbliai veikia kitu principu. Į šilumos siurblį tiekiama elektros energija naudojama šilumos energijai perduoti tarp dviejų vietų. Tai leidžia šilumos siurbliui veikti efektyviau, o įprastas efektyvumas gerokai viršija
100 %, ty pagaminama daugiau šiluminės energijos, nei sunaudojama elektros energijos jai siurbti.
Svarbu pažymėti, kad šilumos siurblio efektyvumas labai priklauso nuo šaltinio ir kriauklės temperatūros. Lygiai taip pat, kaip į statesnę įkalnę reikia daugiau pastangų užlipti ant dviračio, dėl didesnių temperatūrų skirtumų tarp šilumos siurblio šaltinio ir kriauklės reikia daugiau dirbti, o tai gali sumažinti efektyvumą. Norint maksimaliai padidinti sezoninį efektyvumą, labai svarbu nustatyti tinkamą šilumos siurblio dydį. Šie aspektai išsamiau aptariami skyriuose Oro šaltinio šilumos siurbliai ir Žemės šilumos siurbliai.
Efektyvumo terminija
Gamintojų kataloguose naudojami įvairūs efektyvumo rodikliai, todėl pirmą kartą pirkėjui sistemos veikimo supratimas gali būti šiek tiek painus. Toliau pateikiamas kai kurių dažniausiai vartojamų efektyvumo terminų suskirstymas:
Pastovios būsenos metrika: šios priemonės apibūdina šilumos siurblio efektyvumą esant pastoviai būsenai, ty be realaus sezono ir temperatūros svyravimų. Todėl jų vertė gali labai pasikeisti, kai keičiasi šaltinio ir kriauklės temperatūra bei kiti eksploataciniai parametrai. Pastovios būsenos metrika apima:
Našumo koeficientas (COP): COP yra santykis tarp greičio, kuriuo šilumos siurblys perduoda šiluminę energiją (kW), ir elektros energijos kiekio, reikalingo siurbimui atlikti (kW). Pavyzdžiui, jei šilumos siurblys naudotų 1 kW elektros energijos, kad perduotų 3 kW šilumos, COP būtų 3.
Energijos efektyvumo koeficientas (EER): EER yra panašus į COP ir apibūdina šilumos siurblio pastovų vėsinimo efektyvumą. Jis nustatomas padalijus šilumos siurblio aušinimo našumą Btu/h iš elektros energijos suvartojimo vatais (W) esant tam tikrai temperatūrai. EER yra griežtai susijęs su pastovaus vėsinimo efektyvumo apibūdinimu, skirtingai nei COP, kuris gali būti naudojamas šilumos siurblio efektyvumui šildyti ir vėsinti.
Sezono našumo metrika: šios priemonės skirtos geriau įvertinti našumą šildymo ar vėsinimo sezono metu, įtraukiant „realius“ temperatūros pokyčius per sezoną.
Sezoninė metrika apima:
- Šildymo sezoninio efektyvumo koeficientas (HSPF): HSPF yra santykis, kiek energijos šilumos siurblys tiekia pastatui per visą šildymo sezoną (Btu) ir bendrą per tą patį laikotarpį sunaudojamą energiją (vatvalandėmis).
Apskaičiuojant HSPF šildymo sezonui atvaizduoti naudojamos ilgalaikių klimato sąlygų orų duomenų charakteristikos. Tačiau šis skaičiavimas paprastai apsiriboja vienu regionu ir gali neatspindėti našumo visoje Kanadoje. Kai kurie gamintojai pagal pageidavimą gali pateikti HSPF kitam klimato regionui; tačiau paprastai pranešama apie HSPF 4 regione, kuriame klimatas panašus į Vidurio Vakarų JAV. 5 regionas apimtų daugumą pietinės Kanados provincijų pusės, nuo BC vidaus iki New BrunswickFootnote1.
- Sezoninis energijos vartojimo efektyvumo koeficientas (SEER): SEER matuoja šilumos siurblio vėsinimo efektyvumą per visą vėsinimo sezoną. Jis nustatomas padalijus visą per vėsinimo sezoną suteiktą vėsinimą (Btu) iš bendros šilumos siurblio per tą laiką sunaudotos energijos (vatvalandėmis). SEER pagrįstas klimatu, kurio vidutinė vasaros temperatūra yra 28 °C.
Svarbi terminija šilumos siurblių sistemoms
Štai keletas bendrų terminų, su kuriais galite susidurti tirdami šilumos siurblius.
Šilumos siurblių sistemos komponentai
Šaltnešis yra skystis, cirkuliuojantis per šilumos siurblį, pakaitomis sugerdamas, pernešdamas ir išleisdamas šilumą. Priklausomai nuo vietos, skystis gali būti skystas, dujinis arba dujų/garų mišinys
Atbulinės eigos vožtuvas valdo aušalo srauto kryptį šilumos siurblyje ir pakeičia šilumos siurblį iš šildymo į vėsinimo režimą arba atvirkščiai.
Ritė yra vamzdžio kilpa arba kilpos, kuriose vyksta šilumos perdavimas tarp šaltinio / kriauklės ir šaltnešio. Vamzdžiai gali turėti pelekus, kad padidintų šilumos mainams skirtą paviršiaus plotą.
Garintuvas yra gyvatukas, kuriame šaltnešis sugeria šilumą iš aplinkos ir virdamas virsta žemos temperatūros garais. Kai šaltnešis iš reversinio vožtuvo patenka į kompresorių, akumuliatorius surenka skysčio perteklių, kuris neišgaravo į dujas. Tačiau ne visi šilumos siurbliai turi akumuliatorių.
Kompresorius suspaudžia šaltnešio dujų molekules kartu, padidindamas šaltnešio temperatūrą. Šis prietaisas padeda perduoti šiluminę energiją tarp šaltinio ir kriauklės.
Kondensatorius yra gyvatė, kurioje šaltnešis atiduoda šilumą aplinkai ir tampa skysčiu.
Išsiplėtimo įtaisas sumažina kompresoriaus sukuriamą slėgį. Dėl to temperatūra nukrenta, o šaltnešis tampa žemos temperatūros garų/skysčio mišiniu.
Lauko blokas yra vieta, kur šiluma perduodama į lauko orą arba iš lauko oro šilumos siurbliu. Šiame įrenginyje paprastai yra šilumokaičio ritė, kompresorius ir išsiplėtimo vožtuvas. Jis atrodo ir veikia taip pat, kaip ir lauko oro kondicionieriaus dalis.
Vidinis gyvatukas yra vieta, kur šiluma perduodama į/iš patalpų oro tam tikrų tipų oro šilumos siurbliuose. Paprastai vidaus bloke yra šilumokaičio ritė, taip pat gali būti papildomas ventiliatorius, skirtas šildomam arba vėsintam orui cirkuliuoti į užimtą erdvę.
Plenumas , matomas tik ortakiniuose įrenginiuose, yra oro paskirstymo tinklo dalis. Stalviršis yra oro skyrius, kuris yra šildomo arba vėsinamo oro paskirstymo per namą sistemos dalis. Paprastai tai yra didelis skyrius tiesiai virš šilumokaičio arba aplink jį.
Kitos sąlygos
Galios arba suvartojamos galios matavimo vienetai:
- Btu/h arba britų šiluminis vienetas per valandą – tai matavimo vienetas, naudojamas šildymo sistemos šilumos galiai matuoti. Vienas Btu yra šilumos energijos kiekis, kurį išskiria tipiška gimtadienio žvakė. Jei ši šilumos energija būtų išleista per vieną valandą, ji prilygtų vienam Btu/h.
- kW arba kilovatas yra lygus 1000 vatų. Tiek galios reikia dešimčiai 100 vatų lempučių.
- Tona yra šilumos siurblio galios matas. Tai atitinka 3,5 kW arba 12 000 Btu/h.
Oro šaltinio šilumos siurbliai
Oro šaltinio šilumos siurbliai naudoja lauko orą kaip šiluminės energijos šaltinį šildymo režimu ir kaip kriauklę, kuri atmeta energiją, kai veikia vėsinimo režimu. Tokio tipo sistemas paprastai galima suskirstyti į dvi kategorijas:
Oras-oras šilumos siurbliai. Šie įrenginiai šildo arba vėsina orą jūsų namuose ir sudaro didžiąją dalį oro šaltinio šilumos siurblių integracijų Kanadoje. Jie gali būti toliau klasifikuojami pagal įrengimo tipą:
- Kanalinis: šilumos siurblio vidaus gyvatukas yra ortakyje. Oras šildomas arba vėsinamas, praeinant per gyvatuką, prieš paskirstant ortakiais į skirtingas namų vietas.
- Be kanalo: šilumos siurblio vidinė gyvatė yra vidaus bloke. Šie vidaus įrenginiai paprastai yra ant užimtos erdvės grindų arba sienos ir tiesiogiai šildo arba vėsina toje erdvėje esantį orą. Tarp šių vienetų galite matyti terminus mini ir kelių padalijimas:
- „Mini-Split“: vienas vidinis blokas yra namo viduje, kurį aptarnauja vienas išorinis blokas.
- Multi-Split: Namuose yra keli vidaus įrenginiai ir juos aptarnauja vienas lauko blokas.
Oras-oras sistemos yra efektyvesnės, kai temperatūrų skirtumas viduje ir išorėje yra mažesnis. Dėl šios priežasties šilumos siurbliai oras-oras paprastai stengiasi optimizuoti savo efektyvumą tiekdami didesnį šilto oro kiekį ir šildydami tą orą iki žemesnės temperatūros (paprastai nuo 25 iki 45°C). Tai skiriasi nuo krosnių sistemų, kurios tiekia mažesnį oro kiekį, bet šildo tą orą iki aukštesnės temperatūros (nuo 55°C iki 60°C). Jei perjungiate į šilumos siurblį iš krosnies, galite tai pastebėti, kai pradėsite naudoti naują šilumos siurblį.
Oras-vanduo šilumos siurbliai: Kanadoje mažiau paplitę oras-vanduo šilumos siurbliai šildo arba vėsina vandenį ir yra naudojami namuose su hidraulinėmis (vandens pagrindu pagamintomis) paskirstymo sistemomis, tokiomis kaip žemos temperatūros radiatoriai, spinduliuojančios grindys ar ventiliatoriaus spiralės įrenginiai. Šildymo režimu šilumos siurblys tiekia šiluminę energiją į hidraulinę sistemą. Vėsinimo režime šis procesas yra atvirkštinis, o šiluminė energija išgaunama iš hidraulinės sistemos ir pašalinama į lauko orą.
Darbinės temperatūros hidraulinėje sistemoje yra labai svarbios vertinant šilumos siurblius oras-vanduo. Šilumos siurbliai oras-vanduo veikia efektyviau, kai šildo vandenį iki žemesnės temperatūros, ty žemesnės nei 45–50°C, todėl geriau dera su spinduliuojamomis grindimis arba fan coil sistemomis. Reikėtų būti atsargiems, jei ketinate juos naudoti su aukštos temperatūros radiatoriais, kuriems reikalinga aukštesnė nei 60°C vandens temperatūra, nes ši temperatūra paprastai viršija daugumos gyvenamųjų namų šilumos siurblių ribas.
Pagrindiniai oro šaltinio šilumos siurblių pranašumai
Oro šaltinio šilumos siurblio įrengimas gali pasiūlyti daug privalumų. Šiame skyriuje nagrinėjama, kaip oro šilumos siurbliai gali būti naudingi jūsų namų ūkio energijos pėdsakui.
Efektyvumas
Pagrindinis oro šaltinio šilumos siurblio naudojimo pranašumas yra didelis efektyvumas, kurį jis gali užtikrinti šildant, palyginti su įprastomis sistemomis, tokiomis kaip krosnys, katilai ir elektrinės grindjuostės. Esant 8°C temperatūrai oro šilumos siurblių našumo koeficientas (COP) paprastai svyruoja nuo 2,0 iki 5,4. Tai reiškia, kad įrenginiuose, kurių COP yra 5, 5 kilovatvalandės (kWh) šilumos perduodamos už kiekvieną į šilumos siurblį tiekiamos elektros kWh. Nukritus lauko oro temperatūrai, COP yra mažesnė, nes šilumos siurblys turi dirbti esant didesniam temperatūrų skirtumui tarp vidaus ir lauko erdvės. Esant –8°C COP gali svyruoti nuo 1,1 iki 3,7.
Sezoniniu pagrindu rinkoje siūlomų įrenginių šildymo sezoninio efektyvumo koeficientas (HSPF) gali svyruoti nuo 7,1 iki 13,2 (V regionas). Svarbu pažymėti, kad šie HSPF įverčiai skirti vietovei, kurios klimatas panašus į Otavos. Tikrasis sutaupymas labai priklauso nuo jūsų šilumos siurblio įrengimo vietos.
Energijos taupymas
Didesnis šilumos siurblio efektyvumas gali žymiai sumažinti energijos suvartojimą. Tikrasis sutaupymas jūsų namuose priklausys nuo daugelio veiksnių, įskaitant vietinį klimatą, dabartinės sistemos efektyvumą, šilumos siurblio dydį ir tipą bei valdymo strategiją. Yra daug internetinių skaičiuoklių, leidžiančių greitai įvertinti, kiek energijos galite sutaupyti naudodami konkrečią programą. NRCan ASHP-Eval įrankis yra laisvai prieinamas ir gali būti naudojamas montuotojų bei mechaninių projektuotojų, kad padėtų patarti jūsų situacijai.
Kaip veikia oro šaltinio šilumos siurblys?
Nuorašas
Oro šaltinio šilumos siurblys turi tris ciklus:
- Šildymo ciklas: šilumos energijos tiekimas pastatui
- Aušinimo ciklas: šilumos energijos pašalinimas iš pastato
- Atitirpinimo ciklas: šerkšno pašalinimas
- kaupimasis ant lauko gyvatukų
Šildymo ciklas
Pastaba:
Kai kurie straipsniai paimti iš interneto. Jei yra kokių nors pažeidimų, susisiekite su mumis, kad jį pašalintume. Jei jus domina šilumos siurblių gaminiai, nedvejodami susisiekite su OSB šilumos siurblių įmone, mes esame geriausias jūsų pasirinkimas.
Paskelbimo laikas: 2022-11-01