Hava kaynaklı ısı pompalarının ana sınırlaması, dış ortam sıcaklıkları donma aralığına ulaştığında performansta önemli bir düşüş olmasıdır.
Isı pompaları, özellikle değişken soğutucu akışlı sistemlerde kullanıldığında, alan ısıtma ve iklimlendirme için etkili bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Soğutma modunda en verimli iklimlendirme sistemleriyle eşleşebilir ve yalnızca elektrik kullanarak yanmalı ısıtmanın düşük maliyetiyle rekabet edebilirler. Geleneksel bir rezistanslı ısıtıcıyla karşılaştırıldığında, bir ısı pompası, belirli modele ve çalışma koşullarına bağlı olarak yüzde 40 ila 80 aralığında tasarruf sağlar.
Hava kaynaklı ısı pompaları ısıyı doğrudan dış ortam havasıyla değiştirirken, toprak kaynaklı ısı pompaları daha yüksek verim elde etmek için sabit yer altı sıcaklığından yararlanır. Toprak kaynaklı sistemin yüksek fiyatı ve karmaşık kurulumları göz önüne alındığında, hava kaynaklı ısı pompaları en yaygın seçenektir.
Hava kaynaklı ısı pompalarının ana sınırlaması, dış ortam sıcaklıkları donma aralığına ulaştığında performansta önemli bir düşüş olmasıdır. Tasarım mühendisleri, bir ısı pompası belirlerken yerel hava koşullarının etkisini dikkate almalı ve sistemin beklenen en düşük sıcaklıklar için yeterli önlemlerle donatıldığından emin olmalıdır.
Aşırı Soğuk Hava Kaynaklı Isı Pompalarını Nasıl Etkiler?
Donma sıcaklıklarında hava kaynaklı bir ısı pompası kullanırken asıl zorluk, dış serpantinlerdeki buz birikimini kontrol etmektir. Ünite, zaten soğuk olan dış havadaki ısıyı uzaklaştırdığından, bobinlerin yüzeyinde nem kolayca toplanıp donabilir.
Isı pompası buz çözme döngüsü dış serpantinlerdeki buzu eritebilse de, döngü devam ettiği sürece ünite alan ısıtması sağlayamaz. Dış ortam sıcaklıkları düştükçe, ısı pompasının buz oluşumunu telafi etmek için buz çözme döngüsüne daha sık girmesi gerekir ve bu da iç mekanlara verilen ısıyı sınırlar.
Toprak kaynaklı ısı pompaları dış hava ile ısı alışverişi yapmadıkları için donma sıcaklıklarından nispeten etkilenmezler. Ancak, özellikle kalabalık kentsel alanlardaki mevcut binaların altında gerçekleştirilmesi zor olabilecek kazılar gerektirirler.
Soğuk Havalar için Hava Kaynaklı Isı Pompalarının Belirlenmesi
Donma sıcaklıklarında hava kaynaklı ısı pompaları kullanıldığında, buz çözme çevrimleri sırasındaki ısı kaybını telafi etmenin iki ana yolu vardır:
Yedek bir ısıtma sistemi eklemek, genellikle bir gaz yakıcı veya elektrikli rezistanslı ısıtıcı.
Don birikimine karşı yerleşik önlemlere sahip bir ısı pompasının belirtilmesi.
Hava kaynaklı ısı pompaları için yedek ısıtma sistemleri basit bir çözümdür ancak sistemin sahip olma maliyetini artırma eğilimindedirler. Tasarım hususları, belirtilen yedek ısıtma tipine bağlı olarak değişir:
Elektrikli rezistanslı ısıtıcı, ısı pompasıyla aynı enerji kaynağıyla çalışır. Ancak belirli bir ısıtma yükü için daha fazla akım çeker ve bu da daha fazla kablolama kapasitesi gerektirir. Dirençli ısıtma, ısı pompası çalışmasına göre çok daha az verimli olduğundan genel sistem verimliliği de düşer.
Bir gaz brülörü, bir rezistanslı ısıtıcıya göre çok daha düşük bir işletme maliyeti sağlar. Bununla birlikte, kurulum maliyetini artıran bir gaz kaynağı ve egzoz sistemi gerektirir.
Bir ısı pompası sistemi yedek ısıtma kullandığında, önerilen uygulama termostatın orta bir sıcaklığa ayarlanmasıdır. Bu, buz çözme döngüsünün sıklığını ve yedek ısıtma sisteminin çalışma süresini en aza indirerek toplam enerji tüketimini azaltır.
Soğuk Havalara Karşı Dahili Önlemlere Sahip Isı Pompaları
Önde gelen üreticilerin hava kaynaklı ısı pompaları genellikle -4°F kadar düşük dış ortam sıcaklıkları için derecelendirilmiştir. Ancak üniteler soğuk hava önlemleriyle güçlendirildiğinde, çalışma aralıkları -10°F'nin, hatta -20°F'ın altına kadar uzayabilir. Aşağıda, ısı pompası üreticileri tarafından buz çözme döngüsünün etkisini azaltmak için kullanılan bazı ortak tasarım özellikleri yer almaktadır:
Bazı üreticiler, ısı pompası buz çözme döngüsüne girdiğinde ısı sağlamaya devam edebilen ısı akümülatörleri içerir.
Donmayı önlemeye yardımcı olmak için sıcak soğutucu hatlarından birinin dış ünite içerisinde dolaştığı ısı pompası konfigürasyonları da vardır. Buz çözme döngüsü yalnızca bu ısıtma etkisi yeterli olmadığında etkinleşir.
Bir ısı pompası sistemi birden fazla dış ünite kullandığında, bunlar buz çözme döngüsüne aynı anda değil sırayla girecek şekilde programlanabilir. Bu sayede sistem buz çözme nedeniyle hiçbir zaman tam ısıtma kapasitesini kaybetmez.
Dış üniteler ayrıca üniteyi doğrudan kar yağışından koruyan muhafazalarla da donatılabilir. Bu şekilde ünitenin yalnızca doğrudan serpantinlerin üzerinde oluşan buzla ilgilenmesi gerekir.
Bu önlemler buz çözme döngüsünü tamamen ortadan kaldırmasa da ısıtma çıkışı üzerindeki etkisini azaltabilir. Hava kaynaklı ısı pompası sistemiyle en iyi sonuçları elde etmek için önerilen ilk adım, yerel hava durumunun değerlendirilmesidir. Bu şekilde başlangıçtan itibaren yeterli bir sistem belirlenebilir; uygun olmayan bir kurulumun yükseltilmesinden daha basit ve daha ucuzdur.
Isı Pompası Verimliliğini Artırmaya Yönelik Tamamlayıcı Önlemler
Enerji verimli bir ısı pompası sistemine sahip olmak, ısıtma ve soğutma masraflarını azaltır. Ancak binanın kendisi de yazın soğutma ihtiyacını, kışın ise ısıtma ihtiyacını en aza indirecek şekilde tasarlanabilir. Yeterli izolasyona ve hava sızdırmazlığına sahip bir bina kabuğu, zayıf izolasyona ve çok sayıda hava sızıntısına sahip bir binaya kıyasla ısıtma ve soğutma ihtiyacını en aza indirir.
Havalandırma kontrolleri aynı zamanda hava akışını binanın ihtiyaçlarına göre ayarlayarak ısıtma ve soğutma verimliliğine de katkıda bulunur. Havalandırma sistemleri sürekli olarak tam hava akışında çalıştığında, şartlandırılması gereken hava hacmi daha fazla olur. Öte yandan, eğer havalandırma doluluk durumuna göre ayarlanırsa, şartlandırılması gereken toplam hava hacmi daha düşük olur.
Binalarda kullanılabilecek çok çeşitli ısıtma ve soğutma konfigürasyonları vardır. Ancak kurulum binanın ihtiyaçlarına göre optimize edildiğinde en düşük sahip olma maliyetine ulaşılır.
Makaleyi yazan: Michael Tobias
Referans: Tobias, M. (nd). Lütfen Çerezleri Etkinleştirin. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Isı pompası ürünlerinin düşük ortam sıcaklıklarında düşük performans sorunu yaşamamasını istiyorsanız, EVI hava kaynaklı ısı pompalarımızı sizlere tanıtmaktan mutluluk duyarız! Normal -7 ila 43 derece C arası geçerli ortam sıcaklığı yerine, en düşük -25 santigrat dereceye kadar çalışma kapasitesine sahiptirler. Daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin!
Gönderim zamanı: Mart-16-2022