Isı Pompası ile Isıtma ve Soğutma-Bölüm 2

Isıtma döngüsü sırasında ısı dış havadan alınır ve iç mekana “pompalanır”.

• İlk olarak, sıvı soğutucu genleşme cihazından geçerek düşük basınçlı bir sıvı/buhar karışımına dönüşür. Daha sonra evaporatör bobini görevi gören dış bobine gider. Sıvı soğutucu, dış havadaki ısıyı emer ve kaynayarak düşük sıcaklıkta buhar haline gelir.
• Bu buhar, ters çevirme valfinden akümülatöre geçer; akümülatör, buhar kompresöre girmeden önce kalan sıvıyı toplar. Buhar daha sonra sıkıştırılarak hacmi azaltılır ve ısınmasına neden olur.
• Son olarak yön değiştirme valfi artık sıcak olan gazı kondenser olan iç ünite serpantinine gönderir. Sıcak gazdan gelen ısı iç mekan havasına aktarılarak soğutucu akışkanın yoğunlaşarak sıvı haline gelmesine neden olur. Bu sıvı genleşme cihazına geri döner ve döngü tekrarlanır. İç ünite bobini, fırının yakınındaki kanal sisteminde bulunur.

Isı pompasının ısıyı dış havadan eve aktarma yeteneği dış ortam sıcaklığına bağlıdır. Bu sıcaklık düştükçe ısı pompasının ısıyı absorbe etme yeteneği de düşer. Birçok hava kaynaklı ısı pompası kurulumu için bu, ısı pompasının ısıtma kapasitesinin evin ısı kaybına eşit olduğu bir sıcaklığın (termal denge noktası adı verilen) olduğu anlamına gelir. Bu dış ortam sıcaklığının altında ısı pompası, yaşam alanını konforlu tutmak için gereken ısının yalnızca bir kısmını sağlayabilir ve ek ısı gerekir.

Hava kaynaklı ısı pompalarının büyük çoğunluğunun, altında çalışamayacakları bir minimum çalışma sıcaklığına sahip olduğuna dikkat etmek önemlidir. Daha yeni modeller için bu -15°C ile -25°C arasında değişebilir. Bu sıcaklığın altında binanın ısıtılmasını sağlayacak ek bir sistem kullanılmalıdır.

Soğutma Döngüsü

Yaz aylarında evi soğutmak için yukarıda açıklanan döngü tersine çevrilir. Ünite ısıyı iç mekan havasından alır ve dışarı atar.

• Isıtma çevriminde olduğu gibi, sıvı soğutucu genleşme cihazından geçerek düşük basınçlı bir sıvı/buhar karışımına dönüşür. Daha sonra evaporatör görevi gören iç ünite bobinine gider. Sıvı soğutucu, iç mekan havasından ısıyı emer ve kaynayarak düşük sıcaklıkta buhar haline gelir.
• Bu buhar, ters çevirme valfinden geçerek kalan sıvıyı toplayan akümülatöre ve ardından kompresöre geçer. Buhar daha sonra sıkıştırılarak hacmi azaltılır ve ısınmasına neden olur.
• Son olarak, artık sıcak olan gaz, ters çevirme valfinden geçerek, yoğunlaştırıcı görevi gören dış serpantine geçer. Sıcak gazdan gelen ısı dış havaya aktarılarak soğutucu akışkanın yoğunlaşarak sıvı haline gelmesine neden olur. Bu sıvı genleşme cihazına geri döner ve döngü tekrarlanır.

Soğutma döngüsü sırasında ısı pompası aynı zamanda iç ortam havasının nemini de alır. Dahili batarya üzerinden geçen havadaki nem batarya yüzeyinde yoğuşur ve bataryanın alt kısmındaki bir tavada toplanır. Yoğuşma suyu tahliyesi bu tavayı ev tahliyesine bağlar.

Buz Çözme Döngüsü

Isı pompası ısıtma modunda çalışırken dış ortam sıcaklığı donma noktasına yakın veya altına düşerse, dış serpantin üzerinden geçen havadaki nem yoğuşarak üzerinde donacaktır. Don oluşumunun miktarı dış ortam sıcaklığına ve havadaki nem miktarına bağlıdır.

Bu don oluşumu, soğutucuya ısı aktarma yeteneğini azaltarak bobinin verimliliğini azaltır. Bir noktada donun giderilmesi gerekir. Bunu yapmak için ısı pompası buz çözme moduna geçer. En yaygın yaklaşım şudur:

• İlk olarak ters çevirme valfi cihazı soğutma moduna geçirir. Bu, buzu eritmek için dış serpantine sıcak gaz gönderir. Aynı zamanda, normalde serpantin üzerine soğuk hava üfleyen dış fan, buzu eritmek için gereken ısı miktarını azaltmak amacıyla kapatılır.
• Bu gerçekleşirken, ısı pompası kanal sistemindeki havayı soğutuyor. Isıtma sistemi normalde evin her yerine dağıtılan bu havayı ısıtır.

Ünitenin ne zaman buz çözme moduna geçeceğini belirlemek için iki yöntemden biri kullanılır:

• Donma talebi kontrolleri, donma birikimini tespit etmek için hava akışını, soğutucu basıncını, hava veya serpantin sıcaklığını ve dış serpantin boyunca basınç farkını izler.
• Zaman-sıcaklık defrostu, önceden ayarlanmış bir aralık zamanlayıcısı veya dış bobin üzerinde bulunan bir sıcaklık sensörü tarafından başlatılır ve sonlandırılır. Döngü, iklime ve sistemin tasarımına bağlı olarak her 30, 60 veya 90 dakikada bir başlatılabilir.

Gereksiz buz çözme döngüleri, ısı pompasının sezonsal performansını azaltır. Sonuç olarak, donma talebi yöntemi, buz çözme döngüsünü yalnızca gerektiğinde başlattığı için genellikle daha verimlidir.

Ek Isı Kaynakları

Hava kaynaklı ısı pompalarının minimum dış çalışma sıcaklığı (-15°C ila -25°C arasında) ve çok düşük sıcaklıklarda azaltılmış ısıtma kapasitesi olduğundan, hava kaynaklı ısı pompası işlemleri için ek bir ısıtma kaynağının dikkate alınması önemlidir. Isı pompası buz çözerken ek ısıtma da gerekli olabilir. Farklı seçenekler mevcuttur:

• Tamamı Elektrikli: Bu konfigürasyonda, ısı pompası işlemleri, kanal sisteminde veya elektrikli süpürgeliklerde bulunan elektrik direnç elemanlarıyla desteklenir. Bu direnç elemanları ısı pompasından daha az verimlidir ancak ısıtma sağlama yetenekleri dış sıcaklıktan bağımsızdır.
• Hibrit Sistem: Hibrit sistemde hava kaynaklı ısı pompasında fırın veya kazan gibi tamamlayıcı bir sistem kullanılır. Bu seçenek yeni kurulumlarda kullanılabilir ve ayrıca mevcut sisteme bir ısı pompası eklendiğinde, örneğin merkezi klimanın yerine bir ısı pompası kurulduğunda iyi bir seçenektir.

Ek ısıtma kaynakları kullanan sistemler hakkında daha fazla bilgi için bu kitapçığın son bölümü olan İlgili Ekipmanlara bakın. Burada, sisteminizi ısı pompası kullanımı ve ek ısı kaynağı kullanımı arasında geçiş yapacak şekilde nasıl programlayacağınıza ilişkin seçeneklerin tartışmasını bulabilirsiniz.

Enerji Verimliliğiyle İlgili Hususlar

Bu bölümün anlaşılmasını desteklemek amacıyla, HSPF'lerin ve SEER'lerin neyi temsil ettiğine ilişkin bir açıklama için Isı Pompası Verimliliğine Giriş adlı önceki bölüme bakın.

Kanada'da enerji verimliliği düzenlemeleri, ürünün Kanada pazarında satılabilmesi için ısıtma ve soğutmada elde edilmesi gereken minimum sezonsal verimliliği öngörmektedir. Bu düzenlemelere ek olarak, iliniz veya bölgeniz daha sıkı gereksinimlere sahip olabilir.

Bir bütün olarak Kanada için minimum performans ve piyasada bulunan ürünlerin tipik aralıkları, ısıtma ve soğutma için aşağıda özetlenmiştir. Sisteminizi seçmeden önce bölgenizde herhangi bir ek düzenlemenin olup olmadığını kontrol etmeniz de önemlidir.

Soğutma Mevsimsel Performansı, SEER:

• Minimum SEER (Kanada): 14
• Aralık, Piyasadaki SEER Mevcut Ürünler: 14 ila 42

Isıtma Sezonsal Performansı, HSPF

• Minimum HSPF (Kanada): 7,1 (Bölge V için)
• Aralık, Piyasada Mevcut Ürünlerde HSPF: 7,1 ila 13,2 (Bölge V için)

Not: HSPF faktörleri, Ottawa'ya benzer bir iklime sahip olan AHRI İklim Bölgesi V için sağlanmıştır. Gerçek sezonsal verimlilikler bölgenize bağlı olarak değişebilir. Bu sistemlerin Kanada bölgelerindeki performansını daha iyi temsil etmeyi amaçlayan yeni bir performans standardı şu anda geliştirilme aşamasındadır.

Gerçek SEER veya HSPF değerleri, öncelikle ısı pompası tasarımıyla ilgili çeşitli faktörlere bağlıdır. Mevcut performans, kompresör teknolojisi, ısı eşanjörü tasarımı ve geliştirilmiş soğutucu akışı ve kontrolündeki yeni gelişmelerin etkisiyle son 15 yılda önemli ölçüde gelişti.

Tek Hızlı ve Değişken Hızlı Isı Pompaları

Verimlilik göz önüne alındığında özellikle önemli olan, yeni kompresör tasarımlarının sezonsal performansı iyileştirmedeki rolüdür. Tipik olarak, öngörülen minimum SEER ve HSPF değerlerinde çalışan üniteler, tek hızlı ısı pompalarıyla karakterize edilir. Belirli bir anda evin ısıtma/soğutma talebini daha yakından eşleştirmek için sistemin kapasitesini değiştirecek şekilde tasarlanmış değişken hızlı hava kaynaklı ısı pompaları artık mevcuttur. Bu, sistemde talebin düşük olduğu daha ılıman koşullar da dahil olmak üzere her zaman en yüksek verimliliğin korunmasına yardımcı olur.

Son zamanlarda, soğuk Kanada ikliminde çalışmaya daha iyi adapte olan hava kaynaklı ısı pompaları pazara sunuldu. Genellikle soğuk iklim ısı pompaları olarak adlandırılan bu sistemler, daha ılıman koşullarda yüksek verimliliği korurken, daha soğuk hava sıcaklıklarında ısıtma kapasitesini maksimuma çıkarmak için değişken kapasiteli kompresörleri gelişmiş ısı eşanjörü tasarımları ve kontrolleriyle birleştirir. Bu tür sistemler genellikle daha yüksek SEER ve HSPF değerlerine sahiptir; bazı sistemler SEER'lere 42'ye kadar ulaşır ve HSPF'ler 13'e yaklaşır.

Sertifikasyon, Standartlar ve Derecelendirme Ölçekleri

Kanada Standartlar Birliği (CSA) şu anda tüm ısı pompalarını elektrik güvenliği açısından doğrulamaktadır. Bir performans standardı, ısı pompası ısıtma ve soğutma kapasitelerinin ve verimliliğinin belirlendiği testleri ve test koşullarını belirtir. Hava kaynaklı ısı pompalarına yönelik performans testi standartları, (2014 itibariyle) ANSI/AHRI 210/240-2008, Üniter Klima ve Hava Kaynaklı Isı Pompası Ekipmanının Performans Derecelendirmesi ile uyumlu hale getirilmiş olan CSA C656'dır. Ayrıca, Split Sistem Merkezi Klimalar ve Isı Pompaları için Performans Standardı olan CAN/CSA-C273.3-M91'in yerini alır.

Boyutlandırma Hususları

Isı pompası sisteminizi uygun şekilde boyutlandırmak için evinizin ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarını anlamak önemlidir. Gerekli hesaplamaların yapılması için bir ısıtma ve soğutma uzmanının görevlendirilmesi tavsiye edilir. Isıtma ve soğutma yükleri, CSA F280-12, “Konut Alanı Isıtma ve Soğutma Cihazlarının Gerekli Kapasitesinin Belirlenmesi” gibi tanınmış bir boyutlandırma yöntemi kullanılarak belirlenmelidir.

Isı pompası sisteminizin boyutlandırılması, ikliminize, ısıtma ve soğutma bina yüklerinize ve kurulumunuzun hedeflerine (örneğin, ısıtma enerjisi tasarrufunu en üst düzeye çıkarmak veya yılın belirli dönemlerinde mevcut bir sistemi değiştirmek) göre yapılmalıdır. Bu sürece yardımcı olmak için NRCan, Hava Kaynaklı Isı Pompası Boyutlandırma ve Seçim Kılavuzu'nu geliştirdi. Bu kılavuz, yardımcı bir yazılım aracıyla birlikte enerji danışmanları ve mekanik tasarımcılar için tasarlanmıştır ve uygun boyutlandırma konusunda rehberlik sağlamak üzere ücretsiz olarak mevcuttur.

Isı pompasının boyutu küçükse, ek ısıtma sisteminin daha sık kullanılacağını fark edeceksiniz. Küçük boyutlu bir sistem yine de verimli bir şekilde çalışsa da, ek ısıtma sisteminin yüksek oranda kullanılması nedeniyle beklenen enerji tasarrufunu elde edemeyebilirsiniz.

Aynı şekilde ısı pompasının boyutlarının büyük olması durumunda, daha ılıman şartlarda verimsiz çalışma nedeniyle istenilen enerji tasarrufu sağlanamayabilir. Ek ısıtma sistemi daha sıcak ortam koşullarında daha az sıklıkta çalışırken, ısı pompası çok fazla ısı üretir ve ünite açılıp kapanarak rahatsızlığa, ısı pompasında aşınmaya ve yedekte elektrik gücü çekilmesine neden olur. Bu nedenle, optimum enerji tasarrufu elde etmek için ısıtma yükünüzü ve ısı pompası çalışma özelliklerinin ne olduğunu iyi anlamanız önemlidir.

Diğer Seçim Kriterleri

Boyutlandırmanın yanı sıra birkaç ek performans faktörü de dikkate alınmalıdır:

• HSPF: Mümkün olduğu kadar yüksek HSPF'ye sahip bir ünite seçin. Karşılaştırılabilir HSPF değerlerine sahip üniteler için, düşük sıcaklık değeri olan –8,3°C'deki kararlı durum değerlerini kontrol edin. Daha yüksek değere sahip ünite Kanada'nın çoğu bölgesinde en verimli ünite olacaktır.
• Buz çözme: Talep buz çözme kontrolüne sahip bir ünite seçin. Bu, buz çözme döngülerini en aza indirerek ek ve ısı pompası enerji kullanımını azaltır.
• Ses Derecelendirmesi: Ses, desibel (dB) adı verilen birimlerle ölçülür. Değer ne kadar düşük olursa, dış ünitenin yaydığı ses gücü de o kadar düşük olur. Desibel seviyesi ne kadar yüksek olursa gürültü de o kadar yüksek olur. Çoğu ısı pompasının ses derecesi 76 dB veya daha düşüktür.

Kurulumda Dikkat Edilmesi Gerekenler

Hava kaynaklı ısı pompaları kalifiye bir yüklenici tarafından kurulmalıdır. Verimli ve güvenilir operasyonlar sağlamak amacıyla ekipmanınızı boyutlandırmak, kurmak ve bakımını yapmak için yerel bir ısıtma ve soğutma uzmanına danışın. Merkezi fırınınızı değiştirmek veya tamamlamak için bir ısı pompası uygulamak istiyorsanız, ısı pompalarının genellikle fırın sistemlerine göre daha yüksek hava akışlarında çalıştığını bilmelisiniz. Yeni ısı pompanızın boyutuna bağlı olarak, ilave gürültüyü ve fan enerjisi kullanımını önlemek için kanallarınızda bazı değişiklikler yapılması gerekebilir. Yükleniciniz size özel durumunuz hakkında rehberlik edebilecektir.

Hava kaynaklı bir ısı pompası kurmanın maliyeti, sistemin türüne, tasarım hedeflerinize ve evinizdeki mevcut ısıtma ekipmanına ve kanal sistemine bağlıdır. Bazı durumlarda, yeni ısı pompası kurulumunuzu desteklemek için kanal sisteminde veya elektrik hizmetlerinde ek değişiklikler yapılması gerekebilir.

Çalıştırmayla İlgili Hususlar

Isı pompanızı çalıştırırken birkaç önemli noktaya dikkat etmelisiniz:

• Isı Pompası ve Ek Sistem Ayar Noktalarını Optimize Edin. İlave elektrik sisteminiz varsa (örn. süpürgelikler veya kanaldaki direnç elemanları), ilave sisteminiz için daha düşük bir sıcaklık ayar noktası kullandığınızdan emin olun. Bu, ısı pompasının evinize sağladığı ısıtma miktarını en üst düzeye çıkarmanıza, enerji kullanımınızı ve elektrik faturalarınızı düşürmenize yardımcı olacaktır. Isı pompası ısıtma sıcaklığı ayar noktasının 2°C ila 3°C altında bir ayar noktası önerilir. Sisteminiz için en uygun ayar noktası hakkında kurulum yüklenicinize danışın.
• Verimli Buz Çözme için Kurulum. Sisteminizi buz çözme döngüleri sırasında iç mekan fanını kapatacak şekilde ayarlayarak enerji kullanımını azaltabilirsiniz. Bu, kurulumcunuz tarafından gerçekleştirilebilir. Ancak bu kurulumda buz çözmenin biraz daha uzun sürebileceğini unutmamak önemlidir.
• Sıcaklık Gerilemelerini En Aza İndirin. Isı pompalarının tepkisi fırın sistemlerine göre daha yavaştır, dolayısıyla derin sıcaklık düşüşlerine tepki vermek daha zordur. 2°C'yi aşmayan ılımlı gerilemeler kullanılmalı veya gerilemeden kurtulma beklentisiyle sistemi erken açan bir "akıllı" termostat kullanılmalıdır. Sisteminiz için en uygun gerileme sıcaklığı konusunda yine kurulum yüklenicinize danışın.
• Hava Akış Yönünüzü Optimize Edin. Duvara monte edilmiş bir iç üniteniz varsa, konforunuzu en üst düzeye çıkarmak için hava akış yönünü ayarlamayı düşünün. Çoğu üretici, hava akışını ısıtma sırasında aşağıya, soğutma sırasında ise bina içindekilere doğru yönlendirmenizi önerir.
• Fan ayarlarını optimize edin. Ayrıca konforu en üst düzeye çıkarmak için fan ayarlarını yaptığınızdan emin olun. Isı pompasının verdiği ısıyı en üst düzeye çıkarmak için fan hızının yüksek veya 'Otomatik' olarak ayarlanması önerilir. Soğutma sırasında nem gidermeyi de iyileştirmek için 'düşük' fan hızı önerilir.

Bakım Hususları

Isı pompanızın verimli, güvenilir bir şekilde çalışmasını ve uzun ömürlü olmasını sağlamak için doğru bakım kritik öneme sahiptir. Her şeyin iyi çalışır durumda olduğundan emin olmak için ünitenizin yıllık bakımını kalifiye bir yükleniciye yaptırmalısınız.

Yıllık bakımın yanı sıra, güvenilir ve verimli operasyonlar sağlamak için yapabileceğiniz birkaç basit şey vardır. Tıkalı filtreler hava akışını azaltacağından ve sisteminizin verimliliğini düşüreceğinden mutlaka hava filtrenizi 3 ayda bir değiştirin veya temizleyin. Ayrıca, evinizdeki havalandırma deliklerinin ve hava menfezlerinin mobilya veya halılar tarafından engellenmediğinden emin olun, çünkü ünitenize gelen veya ünitenizden gelen yetersiz hava akışı ekipman ömrünü kısaltabilir ve sistemin verimliliğini azaltabilir.

İşletme maliyetleri

Isı pompası kurulumundan elde edilen enerji tasarrufu, aylık enerji faturalarınızı azaltmanıza yardımcı olabilir. Enerji faturalarınızda azalma elde etmek büyük ölçüde elektriğin doğal gaz veya kalorifer yakıtı gibi diğer yakıtlara göre fiyatına ve yenileme uygulamalarında ne tür sistemin değiştirildiğine bağlıdır.

Isı pompaları genel olarak sistemdeki bileşen sayısından dolayı fırın veya elektrikli süpürgelik gibi diğer sistemlere göre daha yüksek maliyete sahiptir. Bazı bölgelerde ve durumlarda, bu ilave maliyet, kullanım maliyeti tasarrufları sayesinde nispeten kısa bir sürede telafi edilebilir. Ancak diğer bölgelerde değişen kullanım oranları bu süreyi uzatabilmektedir. Bölgenizdeki ısı pompalarının ekonomisi ve elde edebileceğiniz potansiyel tasarruflar hakkında bir tahminde bulunmak için yükleniciniz veya enerji danışmanınızla birlikte çalışmanız önemlidir.

Yaşam Beklentisi ve Garantiler

Hava kaynaklı ısı pompalarının kullanım ömrü 15 ila 20 yıl arasındadır. Kompresör sistemin kritik bileşenidir.

Çoğu ısı pompası, parça ve işçilik konusunda bir yıllık garantinin yanı sıra kompresör için de beş ila on yıllık ek bir garanti (yalnızca parçalar için) kapsamındadır. Ancak garantiler üreticilere göre farklılık gösterdiğinden, ayrıntılı bilgileri kontrol edin.

Açıklama:

Yazıların bir kısmı internetten alınmıştır. Herhangi bir ihlal varsa, silmek için lütfen bizimle iletişime geçin. Isı pompası ürünleriyle ilgileniyorsanız, lütfen OSB ısı pompası şirketiyle iletişime geçmekten çekinmeyin, en iyi seçiminiz biziz.