משאבות חום מקור אוויר במזג אוויר קר

המגבלה העיקרית של משאבות חום מקור אוויר היא ירידה משמעותית בביצועים כאשר הטמפרטורות בחוץ מגיעות לטווח הקיפאון.

משאבות חום מופיעות כפתרון יעיל לחימום חלל ומיזוג אוויר, במיוחד בשימוש במערכות זרימת קירור משתנה. הם יכולים להתאים למערכות מיזוג האוויר היעילות ביותר במצב קירור, ויכולות להתחרות בעלות הנמוכה של חימום בעירה תוך שימוש בחשמל בלבד. בהשוואה למחמם התנגדות קונבנציונלי, משאבת חום משיגה חיסכון בטווח של 40 עד 80 אחוזים, בהתאם לדגם הספציפי ולתנאי ההפעלה.

בעוד משאבות חום מקור אוויר מחליפות חום ישירות עם אוויר חיצוני, משאבות חום מקור אוויר מנצלות את הטמפרטורה התת קרקעית היציבה כדי להשיג יעילות גבוהה יותר. בהתחשב במחיר הגבוה וההתקנות המורכבות של מערכת מקור קרקע, משאבות חום מקור אוויר הן האפשרות הנפוצה ביותר.

המגבלה העיקרית של משאבות חום מקור אוויר היא ירידה משמעותית בביצועים כאשר הטמפרטורות בחוץ מגיעות לטווח הקיפאון. מהנדסי תכנון חייבים לשקול את ההשפעה של מזג האוויר המקומי בעת ציון משאבת חום, ולוודא שהמערכת מצוידת באמצעים נאותים לטמפרטורות הנמוכות ביותר הצפויות.

כיצד הקור הקיצוני משפיע על משאבות חום ממקור אוויר?

האתגר העיקרי בעת שימוש במשאבת חום מקור אוויר עם טמפרטורות קפואות הוא שליטה בהצטברות קרח על הסלילים החיצוניים. מכיוון שהיחידה מסלקת חום מהאוויר החיצוני שכבר קר, הלחות יכולה להצטבר בקלות ולקפוא על פני הסלילים שלה.

למרות שמחזור ההפשרה של משאבת החום יכול להמיס קרח על הסלילים החיצוניים, היחידה לא יכולה לספק חימום חלל כל עוד המחזור נמשך. כשהטמפרטורות החיצוניות יורדות, משאבת החום חייבת להיכנס למחזור ההפשרה בתדירות גבוהה יותר כדי לפצות על היווצרות קרח, וזה מגביל את החום המועבר לחללים פנימיים.

מאחר ומשאבות חום מקוריות אינן מחליפות חום עם אוויר חיצוני, הן אינן מושפעות יחסית מטמפרטורות הקפאה. עם זאת, הם דורשים חפירות שיכולות להיות קשות לביצוע מתחת למבנים קיימים, במיוחד אלה באזורים עירוניים צפופים.

ציון משאבות חום ממקור אוויר למזג אוויר קר

בעת שימוש במשאבות חום מקור אוויר עם טמפרטורות קפואות, ישנן שתי דרכים עיקריות לפצות על אובדן החימום במהלך מחזורי הפשרה:

הוספת מערכת חימום גיבוי, בדרך כלל מבער גז או מחמם התנגדות חשמלי.
ציון משאבת חום עם אמצעים מובנים נגד הצטברות כפור.
מערכות חימום גיבוי עבור משאבות חום מקור אוויר הן פתרון פשוט, אך הן נוטות להגדיל את עלות הבעלות על המערכת. שיקולי התכנון משתנים בהתאם לסוג חימום הגיבוי שצוין:

מחמם התנגדות חשמלי פועל עם אותו מקור אנרגיה כמו משאבת החום. עם זאת, הוא שואב יותר זרם עבור עומס חימום נתון, הדורש קיבולת חיווט מוגברת. גם יעילות המערכת הכוללת יורדת, מכיוון שחימום התנגדות יעיל הרבה פחות מהפעלת משאבת חום.
מבער גז משיג עלות תפעול נמוכה בהרבה מאשר מחמם התנגדות. עם זאת, זה דורש אספקת גז ומערכת פליטה, מה שמעלה את עלות ההתקנה.
כאשר מערכת משאבת חום משתמשת בחימום גיבוי, נוהג מומלץ הוא להגדיר את התרמוסטט בטמפרטורה מתונה. זה ממזער את תדירות מחזור ההפשרה ואת זמן הפעולה של מערכת החימום לגיבוי, ומפחית את צריכת האנרגיה הכוללת.

משאבות חום עם אמצעים מובנים נגד מזג אוויר קר

משאבות חום מקור אוויר מיצרנים מובילים מדורגים בדרך כלל לטמפרטורות חיצוניות נמוכות עד -4°F. עם זאת, כאשר היחידות משופרות באמצעי מזג אוויר קר, טווח הפעולה שלהן יכול להתרחב מתחת ל-10°F או אפילו ל-20°F. להלן כמה מאפייני עיצוב נפוצים המשמשים יצרני משאבות חום כדי להפחית את ההשפעה של מחזור ההפשרה:

חלק מהיצרנים כוללים מצברי חום, שיכולים להמשיך לספק חום כאשר משאבת החום נכנסת למחזור ההפשרה.
ישנן גם תצורות של משאבת חום שבהן אחד מקווי הקירור החמים מסתובב דרך היחידה החיצונית כדי לסייע במניעת הקפאה. מחזור ההפשרה מופעל רק כאשר אפקט החימום הזה אינו מספיק.
כאשר מערכת משאבת חום משתמשת במספר יחידות חיצוניות, ניתן לתכנת אותן להיכנס למחזור ההפשרה ברצף ולא בו-זמנית. כך, המערכת לעולם לא מאבדת את מלוא יכולת החימום שלה עקב הפשרה.
ניתן לצייד יחידות חיצוניות גם במארזים המגנים על היחידה מפני שלג ישיר. בדרך זו, היחידה חייבת להתמודד רק עם הקרח שנוצר ישירות על הסלילים.
בעוד שאמצעים אלה אינם מבטלים את מחזור ההפשרה לחלוטין, הם יכולים להפחית את השפעתו על תפוקת החימום. כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר עם מערכת משאבת חום מקור אוויר, הצעד הראשון המומלץ הוא הערכה של מזג האוויר המקומי. כך, ניתן לציין מערכת נאותה מההתחלה; שזה יותר פשוט ופחות יקר משדרוג התקנה לא מתאימה.

אמצעים משלימים לשיפור יעילות משאבת החום

מערכת משאבת חום חסכונית באנרגיה מפחיתה את הוצאות החימום והקירור. עם זאת, ניתן לתכנן את המבנה עצמו גם כך שימזער את צרכי הקירור בקיץ וצרכי ​​החימום בחורף. מעטפת בניין עם בידוד ואטימות נאותים ממזערת את הצורך בחימום וקירור, בהשוואה לבניין עם בידוד לקוי ודליפות אוויר רבות.

בקרות אוורור תורמות גם ליעילות החימום והקירור, על ידי התאמת זרימת האוויר בהתאם לצרכי המבנה. כאשר מערכות אוורור פועלות בזרימת אוויר מלאה כל הזמן, נפח האוויר שחייב להיות ממוזג גבוה יותר. לעומת זאת, אם אוורור מותאם לפי תפוסה, נפח האוויר הכולל שיש להתנות נמוך יותר.

קיים מגוון רחב של תצורות חימום וקירור שניתן לפרוס בבניינים. עם זאת, עלות הבעלות הנמוכה ביותר מושגת כאשר ההתקנה מותאמת בהתאם לצרכי המבנה.

מאמר מאת מיכאל טוביאס
התייחסות: טוביאס, מ' (נד). אנא הפעל קובצי Cookie. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
אם אתה רוצה ללא בעיות עם בעיית ביצועים נמוכים בטמפרטורת סביבה נמוכה של מוצרי משאבות חום, נשמח להציג בפניך את משאבות החום של מקור האוויר EVI שלנו! במקום טמפרטורת סביבה רגילה של -7 עד 43 מעלות צלזיוס, הם מסוגלים לפעול בצורה הנמוכה ביותר עד -25 מעלות צלזיוס. אל תהסס לפנות אלינו למידע נוסף!