Nguyên lý làm việc của máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh
Bơm nhiệt nguồn không khí là loại công nghệ bơm nhiệt phổ biến nhất.Các hệ thống này sử dụng không khí xung quanh từ bên ngoài tòa nhà làm nguồn nhiệt hoặc bộ tản nhiệt.
Máy bơm nhiệt hoạt động ở chế độ làm mát bằng cách sử dụng quy trình tương tự như điều hòa không khí.Nhưng ở chế độ sưởi ấm, hệ thống sử dụng không khí bên ngoài để làm nóng chất làm lạnh.Máy bơm nhiệt nén chất làm lạnh để tạo ra khí nóng hơn.Nhiệt năng di chuyển trong tòa nhà và được giải phóng qua dàn lạnh (hoặc qua hệ thống đường ống, tùy thuộc vào cấu trúc của hệ thống).
Một máy bơm nhiệt trong khí hậu lạnh sẽ giữ ấm cho bạn trong suốt mùa đông.
Khi chất làm lạnh thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ ngoài trời, máy bơm nhiệt sẽ cung cấp hệ thống sưởi đáng tin cậy.Trong thời tiết ôn hòa, máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh có thể hoạt động với hiệu suất lên tới 400% – nói cách khác, chúng tạo ra năng lượng tiêu thụ gấp bốn lần.
Tất nhiên, thời tiết càng lạnh thì bơm nhiệt càng khó hoạt động để cung cấp nhiệt.Dưới ngưỡng nhiệt độ nhất định, hiệu quả của hệ thống sẽ giảm.Nhưng điều này không có nghĩa là máy bơm nhiệt không phù hợp với nhiệt độ dưới điểm đóng băng.
Máy bơm nhiệt thời tiết lạnh (còn được gọi là máy bơm nhiệt nhiệt độ môi trường xung quanh thấp) có các tính năng sáng tạo cho phép chúng hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ dưới – 30 độ.Các chức năng này bao gồm:
Chất làm lạnh thời tiết lạnh
Tất cả các máy bơm nhiệt nguồn không khí đều chứa chất làm lạnh, một hợp chất lạnh hơn nhiều so với không khí ngoài trời.Máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh thường sử dụng chất làm lạnh có điểm sôi thấp hơn chất làm lạnh bơm nhiệt truyền thống.Các chất làm lạnh này có thể tiếp tục chảy qua hệ thống ở nhiệt độ xung quanh thấp và hấp thụ nhiều nhiệt hơn từ không khí lạnh.
thiết kế máy nén
Trong thập kỷ qua, các nhà sản xuất đã có những cải tiến đối với máy nén để giảm năng lượng cần thiết cho hoạt động và nâng cao độ bền.Máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh thường sử dụng máy nén biến đổi có thể điều chỉnh tốc độ của chúng trong thời gian thực.Máy nén tốc độ không đổi truyền thống là “bật” hoặc “tắt”, điều này không phải lúc nào cũng hiệu quả.
Máy nén biến đổi có thể hoạt động ở một tỷ lệ phần trăm thấp so với tốc độ tối đa của chúng trong điều kiện thời tiết ôn hòa và sau đó chuyển sang tốc độ cao hơn ở nhiệt độ khắc nghiệt.Các bộ biến tần này không sử dụng phương pháp tất cả hoặc không phương pháp nào, mà thay vào đó trích xuất một lượng năng lượng thích hợp để giữ cho không gian trong nhà ở nhiệt độ dễ chịu.
Tối ưu hóa kỹ thuật khác
Mặc dù tất cả các máy bơm nhiệt đều sử dụng cùng một quy trình cơ bản để truyền năng lượng, nhưng các cải tiến kỹ thuật khác nhau có thể cải thiện hiệu quả của quy trình này.Máy bơm nhiệt khí hậu lạnh có thể tận dụng lưu lượng không khí xung quanh giảm, tăng công suất máy nén và cải thiện cấu hình của các chu kỳ nén.Khi kích thước của hệ thống phù hợp để ứng dụng, những loại cải tiến này có thể giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng, ngay cả trong mùa đông lạnh giá của vùng Đông Bắc, nơi máy bơm nhiệt hầu như luôn hoạt động.
So sánh giữa máy bơm nhiệt và hệ thống sưởi ấm truyền thống ở vùng khí hậu lạnh
Hiệu quả của hệ thống sưởi ấm bằng bơm nhiệt được đo bằng Hệ số hiệu suất mùa sưởi ấm (HSPF), chia tổng sản lượng sưởi ấm trong mùa sưởi ấm (được đo bằng đơn vị nhiệt của Anh hoặc BTU) cho tổng mức tiêu thụ năng lượng trong khoảng thời gian đó (được đo bằng kilowatt). giờ).HSPF càng cao thì hiệu quả càng cao.
Máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh có thể cung cấp HSPF từ 10 trở lên – nói cách khác, chúng truyền nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ.Trong những tháng mùa hè, máy bơm nhiệt chuyển sang chế độ làm lạnh và hoạt động hiệu quả (hoặc hiệu quả hơn) giống như thiết bị điều hòa không khí mới.
Máy bơm nhiệt HSPF cao có thể đối phó với thời tiết lạnh.Máy bơm nhiệt ở vùng khí hậu lạnh vẫn có thể cung cấp nhiệt đáng tin cậy ở nhiệt độ dưới -20 ° F và nhiều kiểu máy đạt hiệu quả 100% ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng.Do máy bơm nhiệt tiêu thụ ít điện năng hơn trong thời tiết ôn hòa nên chi phí vận hành của chúng thấp hơn nhiều so với các hệ thống truyền thống như lò đốt và nồi hơi.Đối với chủ sở hữu tòa nhà, điều này có nghĩa là tiết kiệm đáng kể theo thời gian.
Điều này là do các hệ thống không khí cưỡng bức như lò đốt khí đốt tự nhiên phải tạo ra nhiệt, thay vì truyền nhiệt từ nơi này sang nơi khác.Một lò hiệu suất cao hoàn toàn mới có thể đạt tỷ lệ sử dụng nhiên liệu là 98%, nhưng ngay cả hệ thống bơm nhiệt kém hiệu quả cũng có thể đạt hiệu suất 225% hoặc cao hơn.
Thời gian đăng: 17-04-2023