เกี่ยวกับปั๊มความร้อนในบ้านในสภาพอากาศหนาวเย็น

หลักการทำงานของปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็น

ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศเป็นเทคโนโลยีปั๊มความร้อนประเภทที่พบมากที่สุดระบบเหล่านี้ใช้อากาศภายนอกอาคารเป็นแหล่งความร้อนหรือหม้อน้ำ

ปั๊มความร้อนทำงานในโหมดทำความเย็นโดยใช้กระบวนการเดียวกับเครื่องปรับอากาศแต่ในโหมดทำความร้อน ระบบจะใช้อากาศภายนอกเพื่อทำให้สารทำความเย็นร้อนขึ้นปั๊มความร้อนบีบอัดสารทำความเย็นเพื่อผลิตก๊าซที่ร้อนขึ้นพลังงานความร้อนจะเคลื่อนที่ภายในอาคารและถูกปล่อยออกมาผ่านหน่วยภายในอาคาร (หรือผ่านระบบท่อ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของระบบ)

ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นจะทำให้คุณอบอุ่นตลอดฤดูหนาว

เมื่อสารทำความเย็นต่ำกว่าอุณหภูมิภายนอกอย่างมาก ปั๊มความร้อนจะให้ความร้อนที่เชื่อถือได้ในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 400% หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สร้างพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ไปถึงสี่เท่า

แน่นอนว่ายิ่งอากาศหนาวเย็น ปั๊มความร้อนก็ยิ่งทำงานเพื่อให้ความร้อนได้ยากขึ้นต่ำกว่าเกณฑ์อุณหภูมิที่กำหนดประสิทธิภาพของระบบจะลดลงแต่ไม่ได้หมายความว่าปั๊มความร้อนไม่เหมาะสำหรับอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็น (หรือที่เรียกว่าปั๊มความร้อนที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำ) มีคุณสมบัติที่เป็นนวัตกรรมที่ช่วยให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำกว่า – 30 องศาฟังก์ชันเหล่านี้ประกอบด้วย:

สารทำความเย็นสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น
ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศทั้งหมดมีสารทำความเย็น ซึ่งเป็นสารประกอบที่เย็นกว่าอากาศภายนอกมากปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นมักใช้สารทำความเย็นที่มีจุดเดือดต่ำกว่าสารทำความเย็นปั๊มความร้อนแบบดั้งเดิมสารทำความเย็นเหล่านี้สามารถไหลผ่านระบบต่อไปได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำ และดูดซับความร้อนจากอากาศเย็นได้มากขึ้น

การออกแบบคอมเพรสเซอร์
ในทศวรรษที่ผ่านมา ผู้ผลิตได้ทำการปรับปรุงคอมเพรสเซอร์เพื่อลดพลังงานที่ต้องใช้ในการทำงานและเพิ่มความทนทานปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นมักใช้คอมเพรสเซอร์แบบแปรผันที่สามารถปรับความเร็วได้แบบเรียลไทม์คอมเพรสเซอร์ความเร็วคงที่แบบดั้งเดิมจะ "เปิด" หรือ "ปิด" ซึ่งไม่ได้ผลเสมอไป

คอมเพรสเซอร์แบบแปรผันสามารถทำงานด้วยความเร็วสูงสุดในอัตราร้อยละที่ต่ำในสภาพอากาศไม่เอื้ออำนวย จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นความเร็วที่สูงขึ้นในอุณหภูมิที่ร้อนจัดอินเวอร์เตอร์เหล่านี้ไม่ได้ใช้วิธีทั้งหมดหรือไม่มีเลย แต่จะแยกพลังงานในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อรักษาพื้นที่ภายในอาคารให้อยู่ในอุณหภูมิที่สบาย

การเพิ่มประสิทธิภาพทางวิศวกรรมอื่นๆ

แม้ว่าปั๊มความร้อนทั้งหมดจะใช้กระบวนการพื้นฐานเดียวกันในการถ่ายโอนพลังงาน การปรับปรุงด้านวิศวกรรมต่างๆ สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ได้ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นสามารถใช้การไหลของอากาศโดยรอบที่ลดลง เพิ่มความจุของคอมเพรสเซอร์ และปรับปรุงการกำหนดค่าของรอบการบีบอัดเมื่อขนาดของระบบเหมาะสมสำหรับการใช้งาน การปรับปรุงประเภทนี้สามารถลดต้นทุนด้านพลังงานได้อย่างมาก แม้ในฤดูหนาวที่หนาวเย็นของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งปั๊มความร้อนทำงานเกือบตลอดเวลา

การเปรียบเทียบระหว่างปั๊มความร้อนกับระบบทำความร้อนแบบดั้งเดิมในสภาพอากาศหนาวเย็น

ประสิทธิภาพของการให้ความร้อนด้วยปั๊มความร้อนนั้นวัดได้จาก Heating Season Performance Factor (HSPF) ซึ่งแบ่งผลผลิตการทำความร้อนทั้งหมดระหว่างฤดูร้อน (วัดในหน่วยความร้อนบริติชหรือ BTU) ด้วยการใช้พลังงานทั้งหมดในช่วงเวลานั้น (วัดเป็นกิโลวัตต์ ชั่วโมง).HSPF ยิ่งสูงประสิทธิภาพยิ่งดี

ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นสามารถให้ HSPF 10 หรือสูงกว่า – กล่าวอีกนัยหนึ่งคือส่งพลังงานมากกว่าที่ใช้ในช่วงฤดูร้อน ปั๊มความร้อนจะเปลี่ยนเป็นโหมดทำความเย็นและทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ (หรือมีประสิทธิภาพมากกว่า) เช่นเดียวกับเครื่องปรับอากาศรุ่นใหม่

ปั๊มความร้อน HSPF สูงสามารถรับมือกับสภาพอากาศหนาวเย็นได้ปั๊มความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็นยังคงสามารถให้ความร้อนที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า -20°F และหลายรุ่นมีประสิทธิภาพ 100% ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งเนื่องจากปั๊มความร้อนใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลงในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานจึงต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับระบบดั้งเดิม เช่น เตาเผาและหม้อไอน้ำสำหรับเจ้าของอาคาร นี่หมายถึงการประหยัดได้อย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป

เนื่องจากระบบอากาศบังคับ เช่น เตาเผาก๊าซธรรมชาติต้องสร้างความร้อน แทนที่จะถ่ายเทความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเตาเผาที่มีประสิทธิภาพสูงใหม่ล่าสุดอาจบรรลุอัตราการใช้เชื้อเพลิงที่ 98% แต่แม้ระบบปั๊มความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพก็สามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ 225% หรือสูงกว่าได้