Šildymas ir vėsinimas šilumos siurbliu – 2 dalis

Šildymo ciklo metu šiluma paimama iš lauko oro ir „siurbiama“ į patalpą.

• Pirmiausia skystas šaltnešis praeina per plėtimosi įtaisą, virsdamas žemo slėgio skysčio/garų mišiniu. Tada jis patenka į lauko gyvatuką, kuris veikia kaip garintuvo ritė. Skystas šaltnešis sugeria šilumą iš lauko oro ir užverda, tapdamas žemos temperatūros garais.
• Šie garai per reversinį vožtuvą patenka į akumuliatorių, kuris surenka likusį skystį prieš garams patenkant į kompresorių. Tada garai suspaudžiami, sumažinant jų tūrį ir sukeliant šilumą.
• Galiausiai reversinis vožtuvas siunčia dujas, kurios dabar yra karštos, į patalpų gyvatuką, kuris yra kondensatorius. Šiluma iš karštų dujų perduodama į patalpų orą, todėl šaltnešis kondensuojasi į skystį. Šis skystis grįžta į plėtimosi įrenginį ir ciklas kartojamas. Vidinis gyvatukas yra ortakyje, šalia krosnies.

Šilumos siurblio gebėjimas perduoti šilumą iš lauko oro į namus priklauso nuo lauko temperatūros. Šiai temperatūrai krentant krenta ir šilumos siurblio gebėjimas sugerti šilumą. Daugeliui oro šaltinio šilumos siurblių įrenginių tai reiškia, kad yra temperatūra (vadinama šiluminio balanso tašku), kai šilumos siurblio šildymo galia yra lygi namo šilumos nuostoliams. Žemiau šios lauko aplinkos temperatūros šilumos siurblys gali tiekti tik dalį šilumos, reikalingos patogiai gyvenamajai patalpai palaikyti, ir reikalinga papildoma šiluma.

Svarbu pažymėti, kad didžioji dauguma oro šilumos siurblių turi minimalią darbinę temperatūrą, žemiau kurios jie negali veikti. Naujesniems modeliams tai gali svyruoti nuo -15°C iki -25°C. Žemiau šios temperatūros pastato šildymui turi būti naudojama papildoma sistema.

Aušinimo ciklas

Aukščiau aprašytas ciklas yra atvirkštinis, kad namas vasarą atvėstų. Įrenginys paima šilumą iš patalpų oro ir išmeta jį į lauką.

• Kaip ir šildymo cikle, skystas šaltnešis praeina per plėtimosi įtaisą, virsdamas žemo slėgio skysčio/garų mišiniu. Tada jis patenka į patalpų gyvatuką, kuris veikia kaip garintuvas. Skystas šaltnešis sugeria šilumą iš patalpų oro ir užverda, tapdamas žemos temperatūros garais.
• Šie garai per atbulinį vožtuvą patenka į akumuliatorių, kuris surenka likusį skystį, o tada į kompresorių. Tada garai suspaudžiami, sumažinant jų tūrį ir sukeliant šilumą.
• Galiausiai dujos, kurios dabar yra karštos, per reversinį vožtuvą patenka į lauko gyvatuką, kuris veikia kaip kondensatorius. Šiluma iš karštų dujų perduodama į lauko orą, todėl šaltnešis kondensuojasi į skystį. Šis skystis grįžta į plėtimosi įrenginį ir ciklas kartojamas.

Vėsinimo ciklo metu šilumos siurblys taip pat sausina patalpų orą. Oro drėgmė, einanti per patalpų gyvatuką, kondensuojasi ant gyvatuko paviršiaus ir surenkama į indą gyvatuko apačioje. Kondensato nutekėjimas jungia šį indą su namo kanalizacija.

Atšildymo ciklas

Jei lauko temperatūra nukrenta beveik arba žemiau nulio, kai šilumos siurblys veikia šildymo režimu, drėgmė ore, einanti per išorinį gyvatuką, kondensuosis ir ant jo užšals. Šerkšno susidarymo kiekis priklauso nuo lauko temperatūros ir drėgmės kiekio ore.

Dėl susikaupusio šerkšno sumažėja gyvatuko efektyvumas, nes sumažėja jo gebėjimas perduoti šilumą šaltnešiui. Tam tikru momentu šerkšnas turi būti pašalintas. Norėdami tai padaryti, šilumos siurblys persijungia į atitirpinimo režimą. Labiausiai paplitęs metodas yra:

• Pirma, atbulinis vožtuvas perjungia įrenginį į aušinimo režimą. Tai siunčia karštas dujas į lauko gyvatuką, kad ištirptų šerkšnas. Tuo pačiu metu išjungiamas lauko ventiliatorius, kuris paprastai pučia šaltą orą virš gyvatuko, kad sumažėtų šilumos kiekis, reikalingas šalčiui ištirpdyti.
• Kol tai vyksta, šilumos siurblys aušina orą ortakiuose. Šildymo sistema paprastai sušildytų šį orą, nes jis paskirstomas visame name.

Norint nustatyti, kada įrenginys persijungia į atitirpinimo režimą, naudojamas vienas iš dviejų būdų:

• Paklausos ir šalčio valdikliai stebi oro srautą, šaltnešio slėgį, oro arba gyvatuko temperatūrą ir slėgio skirtumą lauko gyvatėje, kad nustatytų šerkšno kaupimąsi.
• Laiko ir temperatūros atitirpinimas pradedamas ir baigiamas iš anksto nustatytu intervalų laikmačiu arba temperatūros jutikliu, esančiu ant išorinės ritės. Ciklas gali būti pradėtas kas 30, 60 arba 90 minučių, priklausomai nuo klimato ir sistemos konstrukcijos.

Nereikalingi atitirpinimo ciklai sumažina sezoninį šilumos siurblio našumą. Dėl to paklausos šalčio metodas paprastai yra efektyvesnis, nes atitirpinimo ciklas pradedamas tik tada, kai to reikia.

Papildomi šilumos šaltiniai

Kadangi oro šilumos siurbliai turi minimalią lauko temperatūrą (nuo -15°C iki -25°C) ir sumažintą šildymo galią esant labai žemai temperatūrai, svarbu apsvarstyti papildomą šildymo šaltinį, skirtą šilumos siurblio oras. Taip pat gali prireikti papildomo šildymo, kai atitirpinamas šilumos siurblys. Galimi įvairūs variantai:

• Visi elektriniai: Šioje konfigūracijoje šilumos siurblio veikimas papildytas elektros varžos elementais, esančiais ortakiuose arba elektrinėmis grindjuostėmis. Šie varžos elementai yra mažiau efektyvūs nei šilumos siurblys, tačiau jų gebėjimas šildyti nepriklauso nuo lauko temperatūros.
• Hibridinė sistema: hibridinėje sistemoje oro šilumos siurblys naudoja papildomą sistemą, tokią kaip krosnis arba katilas. Ši parinktis gali būti naudojama naujose instaliacijose, taip pat yra geras pasirinkimas, kai šilumos siurblys pridedamas prie esamos sistemos, pavyzdžiui, kai šilumos siurblys yra sumontuotas kaip centrinio oro kondicionieriaus pakaitalas.

Daugiau informacijos apie sistemas, kuriose naudojami papildomi šildymo šaltiniai, rasite paskutinę šios brošiūros skyrių „Susijusi įranga“. Ten galite rasti diskusiją apie parinktis, kaip užprogramuoti sistemą, kad ji perjungtų iš šilumos siurblio į papildomą šilumos šaltinį.

Energijos vartojimo efektyvumo svarstymai

Norėdami geriau suprasti šį skyrių, žr. ankstesnį skyrių „Įvadas į šilumos siurblio efektyvumą“, kuriame paaiškinama, ką reiškia HSPF ir SEER.

Kanadoje energijos vartojimo efektyvumo taisyklės nustato minimalų sezoninį šildymo ir vėsinimo efektyvumą, kuris turi būti pasiektas, kad gaminys būtų parduodamas Kanados rinkoje. Be šių taisyklių, jūsų provincijai ar teritorijai gali būti taikomi griežtesni reikalavimai.

Žemiau apibendrinami minimalūs visos Kanados našumo rodikliai ir tipiniai rinkoje siūlomų gaminių diapazonai, susiję su šildymu ir vėsinimu. Taip pat prieš pasirenkant sistemą svarbu patikrinti, ar jūsų regione galioja kokie nors papildomi reglamentai.

Vėsinantis sezoninis pasirodymas, SEER:

• Mažiausias SEER (Kanada): 14
• Rinkoje esančių produktų diapazonas, SEER: nuo 14 iki 42

Sezoninis šildymas, HSPF

• Minimalus HSPF (Kanada): 7,1 (V regionui)
• Rinkoje siūlomų produktų HSPF diapazonas: nuo 7,1 iki 13,2 (V regionui)

Pastaba: HSPF faktoriai numatyti AHRI V klimato zonai, kurios klimatas panašus į Otavos klimatą. Faktinis sezoninis efektyvumas gali skirtis priklausomai nuo jūsų regiono. Šiuo metu kuriamas naujas našumo standartas, kuriuo siekiama geriau atspindėti šių sistemų veikimą Kanados regionuose.

Faktinės SEER arba HSPF vertės priklauso nuo įvairių veiksnių, pirmiausia susijusių su šilumos siurblio konstrukcija. Dabartinis veikimas per pastaruosius 15 metų labai pasikeitė, nes tai lėmė nauji kompresorių technologijos, šilumokaičio konstrukcijos ir patobulinto aušalo srauto bei valdymo pokyčiai.

Vieno greičio ir kintamo greičio šilumos siurbliai

Svarstant efektyvumą ypač svarbus naujos konstrukcijos kompresorių vaidmuo gerinant sezoninį veikimą. Įrenginiams, veikiantiems esant minimaliam nustatytam SEER ir HSPF, paprastai būdingi vieno greičio šilumos siurbliai. Dabar yra kintamo greičio oro šaltinio šilumos siurbliai, skirti keisti sistemos galingumą, kad jis labiau atitiktų namo šildymo/vėsinimo poreikį konkrečiu momentu. Tai padeda išlaikyti didžiausią efektyvumą bet kuriuo metu, taip pat ir švelnesnėmis sąlygomis, kai sistemos poreikis yra mažesnis.

Visai neseniai rinkai buvo pateikti oro šilumos siurbliai, kurie geriau pritaikyti veikti šaltame Kanados klimate. Šios sistemos, dažnai vadinamos šalto klimato šilumos siurbliais, sujungia kintamos galios kompresorius su patobulinta šilumokaičio konstrukcija ir valdikliais, kad maksimaliai padidintų šildymo galią esant šaltesnei oro temperatūrai, kartu išlaikant aukštą efektyvumą esant švelnesnėms sąlygoms. Tokio tipo sistemos paprastai turi didesnes SEER ir HSPF vertes, kai kurios sistemos pasiekia SEER iki 42, o HSPF artėja prie 13.

Sertifikavimas, standartai ir reitingų skalės

Kanados standartų asociacija (CSA) šiuo metu tikrina visų šilumos siurblių elektros saugumą. Eksploatacinių savybių standartas nurodo bandymus ir bandymo sąlygas, kuriomis nustatomi šilumos siurblio šildymo ir vėsinimo pajėgumai bei efektyvumas. Oro šaltinio šilumos siurblių veikimo bandymo standartai yra CSA C656, kuris (2014 m.) buvo suderintas su ANSI/AHRI 210/240-2008, Vienetinės oro kondicionavimo ir oro šaltinio šilumos siurblių įrangos našumo įvertinimas. Jis taip pat pakeičia CAN/CSA-C273.3-M91, padalintos sistemos centrinių oro kondicionierių ir šilumos siurblių veikimo standartą.

Dydžio svarstymai

Norint tinkamai matuoti šilumos siurblio sistemą, svarbu suprasti jūsų namų šildymo ir vėsinimo poreikius. Rekomenduojama, kad šildymo ir vėsinimo specialistas atliktų reikiamus skaičiavimus. Šildymo ir vėsinimo apkrovos turėtų būti nustatomos naudojant pripažintą dydžio nustatymo metodą, pvz., CSA F280-12, „Gyvenamųjų patalpų šildymo ir vėsinimo prietaisų būtinos talpos nustatymas“.

Šilumos siurblio sistemos dydis turėtų būti nustatomas atsižvelgiant į jūsų klimatą, šildymo ir vėsinimo pastato apkrovas ir jūsų įrengimo tikslus (pvz., maksimaliai sutaupyti šildymo energijos, palyginti su esamos sistemos perkėlimu tam tikrais metų laikotarpiais). Norėdami padėti atlikti šį procesą, NRCan sukūrė oro šaltinio šilumos siurblio dydžio ir pasirinkimo vadovą. Šis vadovas kartu su papildomu programinės įrangos įrankiu yra skirtas patarėjams energetikos klausimais ir mechanikos dizaineriams ir yra laisvai prieinamas, kad būtų pateiktos tinkamo dydžio gairės.

Jei šilumos siurblys yra per mažo dydžio, pastebėsite, kad papildoma šildymo sistema bus naudojama dažniau. Nors per mažo dydžio sistema vis tiek veiks efektyviai, dėl didelio papildomo šildymo sistemos naudojimo galite nesutaupyti tiek energijos, kiek tikimasi.

Taip pat, jei šilumos siurblys yra per didelis, norimas energijos sutaupymas gali būti nerealizuotas dėl neefektyvaus veikimo švelnesnėmis sąlygomis. Nors papildoma šildymo sistema veikia rečiau, šiltesnėmis aplinkos sąlygomis šilumos siurblys gamina per daug šilumos ir įrenginys įsijungia ir išsijungia, todėl atsiranda diskomfortas, šilumos siurblio nusidėvėjimas ir budėjimo režimo elektros energijos suvartojimas. Todėl svarbu gerai suprasti savo šildymo apkrovą ir kokias šilumos siurblio veikimo charakteristikas, kad būtų pasiektas optimalus energijos taupymas.

Kiti atrankos kriterijai

Be dydžio, reikėtų atsižvelgti į keletą papildomų našumo veiksnių:

• HSPF: pasirinkite įrenginį su kuo didesniu HSPF. Įrenginiams su panašiais HSPF įvertinimais patikrinkite jų pastovios būsenos vertes esant –8,3 °C, žemos temperatūros įvertinimą. Didesnę vertę turintis įrenginys bus efektyviausias daugelyje Kanados regionų.
• Atitirpinimas: pasirinkite įrenginį su paklausos atitirpinimo valdymu. Tai sumažina atitirpinimo ciklus, o tai sumažina papildomos ir šilumos siurblio energijos suvartojimą.
• Garso įvertinimas: garsas matuojamas vienetais, vadinamais decibelais (dB). Kuo mažesnė vertė, tuo mažesnė lauko bloko skleidžiama garso galia. Kuo didesnis decibelų lygis, tuo didesnis triukšmas. Daugumos šilumos siurblių garso reitingas yra 76 dB arba žemesnis.

Diegimo svarstymai

Oro šaltinio šilumos siurblius turi montuoti kvalifikuotas rangovas. Pasikonsultuokite su vietiniu šildymo ir vėsinimo specialistu dėl įrangos dydžio, įrengimo ir priežiūros, kad užtikrintumėte veiksmingą ir patikimą veiklą. Jei norite įdiegti šilumos siurblį, kad pakeistumėte arba papildytumėte savo centrinę krosnį, turėtumėte žinoti, kad šilumos siurbliai paprastai veikia didesniu oro srautu nei krosnių sistemos. Priklausomai nuo jūsų naujojo šilumos siurblio dydžio, gali prireikti kai kurių jūsų kanalų modifikacijų, kad būtų išvengta papildomo triukšmo ir ventiliatoriaus energijos suvartojimo. Jūsų rangovas galės jums patarti konkrečiu atveju.

Oro šaltinio šilumos siurblio įrengimo kaina priklauso nuo sistemos tipo, projektavimo tikslų ir visos jūsų namuose esamos šildymo įrangos bei ortakių. Kai kuriais atvejais gali prireikti papildomų ortakių ar elektros paslaugų modifikacijų, kad būtų galima įdiegti naują šilumos siurblį.

Eksploatacijos svarstymai

Naudodami šilumos siurblį turėtumėte atkreipti dėmesį į keletą svarbių dalykų:

• Optimizuokite šilumos siurblio ir papildomos sistemos nustatymus. Jei turite papildomą elektrinę sistemą (pvz., grindjuostes ar varžos elementus ortakyje), būtinai naudokite žemesnę jūsų papildomos sistemos temperatūros nustatytą tašką. Tai padės maksimaliai padidinti šilumos siurblio teikiamą šildymą jūsų namams, sumažinant energijos suvartojimą ir komunalines paslaugas. Rekomenduojame nustatyti nuo 2°C iki 3°C žemiau šilumos siurblio šildymo temperatūros nustatytosios vertės. Pasitarkite su savo montavimo rangovu dėl optimalaus jūsų sistemos nustatymo taško.
• Nustatykite efektyvų atitirpinimą. Galite sumažinti energijos suvartojimą nustatę sistemą, kad atitirpinimo ciklų metu išjungtų patalpų ventiliatorių. Tai gali atlikti jūsų montuotojas. Tačiau svarbu atkreipti dėmesį, kad naudojant šią sąranką atitirpinimas gali užtrukti šiek tiek ilgiau.
• Sumažinkite temperatūros kritimus. Šilumos siurblių atsakas yra lėtesnis nei krosnių sistemos, todėl jie sunkiau reaguoja į gilius temperatūros kritimus. Reikėtų naudoti vidutinio sunkumo, ne daugiau kaip 2 °C, temperatūros svyravimus arba „išmanųjį“ termostatą, kuris anksti įjungia sistemą, tikintis atsigavimo po nesėkmės. Dar kartą pasitarkite su montavimo rangovu dėl optimalios sumažintos temperatūros jūsų sistemai.
• Optimizuokite oro srauto kryptį. Jei turite sieninį vidaus įrenginį, apsvarstykite galimybę pakoreguoti oro srauto kryptį, kad padidintumėte savo komfortą. Dauguma gamintojų rekomenduoja šildydami oro srautą nukreipti žemyn, o vėsinant – į keleivius.
• Optimizuokite ventiliatoriaus nustatymus. Taip pat būtinai sureguliuokite ventiliatoriaus nustatymus, kad padidintumėte komfortą. Norint maksimaliai padidinti šilumos siurblio tiekiamą šilumą, rekomenduojama nustatyti didelį ventiliatoriaus greitį arba „Auto“. Aušinant, siekiant pagerinti drėgmės pašalinimą, rekomenduojama naudoti „mažą“ ventiliatoriaus greitį.

Priežiūros svarstymai

Tinkama priežiūra yra labai svarbi norint užtikrinti, kad jūsų šilumos siurblys veiktų efektyviai, patikimai ir ilgai tarnautų. Kasmet jūsų įrenginio techninę priežiūrą turėtų atlikti kvalifikuotas rangovas, kad įsitikintumėte, jog viskas veikia gerai.

Be kasmetinės priežiūros, yra keletas paprastų dalykų, kuriuos galite atlikti, kad užtikrintumėte patikimą ir efektyvų veikimą. Būtinai keiskite arba išvalykite oro filtrą kas 3 mėnesius, nes užsikimšę filtrai sumažins oro srautą ir sumažins jūsų sistemos efektyvumą. Be to, įsitikinkite, kad jūsų namuose esančios ventiliacijos angų ir oro registrų neužstoja baldai ar kilimai, nes netinkamas oro srautas į įrenginį arba iš jo gali sutrumpinti įrangos tarnavimo laiką ir sumažinti sistemos efektyvumą.

Veiklos sąnaudos

Energijos taupymas įdiegus šilumos siurblį gali padėti sumažinti mėnesines sąskaitas už energiją. Sąskaitų už energiją sumažinimas labai priklauso nuo elektros kainos, palyginti su kitu kuru, pvz., gamtinėmis dujomis ar šildytuvu, ir nuo to, kokio tipo sistema keičiama, jei tai yra modifikuota.

Šilumos siurbliai paprastai kainuoja daugiau, palyginti su kitomis sistemomis, tokiomis kaip krosnys ar elektrinės grindjuostės, nes sistemoje yra daug komponentų. Kai kuriuose regionuose ir atvejais šios papildomos išlaidos gali būti susigrąžintos per gana trumpą laikotarpį sutaupant komunalines paslaugas. Tačiau kituose regionuose kintantys komunalinių paslaugų tarifai gali pailginti šį laikotarpį. Svarbu bendradarbiauti su savo rangovu arba energetikos patarėju, kad įvertintumėte šilumos siurblių ekonomiškumą jūsų vietovėje ir galimas sutaupytas lėšas.

Gyvenimo trukmė ir garantijos

Oro šaltinio šilumos siurblių tarnavimo laikas yra nuo 15 iki 20 metų. Kompresorius yra svarbiausias sistemos komponentas.

Daugumai šilumos siurblių suteikiama vienerių metų garantija dalims ir darbui bei papildoma nuo penkerių iki dešimties metų garantija kompresoriui (tik dalims). Tačiau skirtingų gamintojų garantijos skiriasi, todėl patikrinkite smulkiu šriftu.

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.