Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας το χειμώνα: Πλήρεις πληροφορίες, κρίσιμες συχνές ερωτήσεις

Πώς α αντλία θερμότητας δουλειά το χειμώνα; Είναι πάντα μια περίεργη ερώτηση για όλους μας. Γνωρίζουμε ότι το χειμώνα ο στόχος της αντλίας θερμότητας είναι να θερμαίνει το δωμάτιο. Ας αναλύσουμε τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας το χειμώνα.

Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, το υγρό ψυκτικό απορροφά θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα και γίνεται ατμός. το ψυκτικό ατμό συμπιέζεται σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Μετά το ψυκτικό επιτρέπεται να περάσει από το δωμάτιο. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ψυκτικό εκλύει τη θερμότητα στο δωμάτιο, με την οποία αυξάνεται η θερμοκρασία του δωματίου. 

Αυτό το σύστημα είναι μια καλή επιλογή για χώρους όπου εμφανίζεται ήπιος χειμώνας και μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια σε σύγκριση με τη συμβατική θέρμανση. Ωστόσο, για βαρύ χειμώνα, η αντλία θερμότητας από μόνη της δεν είναι καλή εναλλακτική λύση. Το υβριδικό σύστημα χρησιμοποιείται σε αυτό το σενάριο.

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αντλιών θερμότητας. Η ταξινόμηση βασίζεται από το σημείο από όπου λαμβάνεται η θερμότητα, δηλαδή τη θέση του εξατμιστή. Μερικοί από τους τύπους είναι: Αντλία θερμότητας πηγής αέρα, Αντλία θερμότητας εδάφους, αντλία θερμότητας πηγής νερού κ.λπ.

Ένα σχηματικό διάγραμμα της αντλίας θερμότητας με τα κύρια εξαρτήματα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας το χειμώνα
Τα κύρια συστατικά μιας αντλίας θερμότητας
Η εξωτερική μονάδα μιας αντλίας θερμότητας μικρής πηγής αέρα Πίστωση: https://pixabay.com/de/photos/kleine-luft-w%c3%a4rmepumpe-4963069/

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας εδάφους το χειμώνα;

Η θερμοκρασία κάτω από μερικά πόδια από το έδαφος είναι σε σταθερή θερμοκρασία 55oF ανεξάρτητα από την εποχή. Ας δούμε πώς χρησιμοποιείται αυτό το γεγονός για τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας.

In αντλίες θερμότητας εδάφους, σειρά ισχυρών σωλήνων εγκαθίστανται κάτω από το έδαφος. αυτός είναι ο εναλλάκτης θερμότητας από τη βασική πηγή. Το κρύο νερό από την αντλία θερμότητας κυκλοφορεί μέσω αυτών των σωλήνων και το νερό απορροφά θερμότητα από το έδαφος. Στη συνέχεια, το νερό μεταφέρει αυτή τη θερμότητα στο ψυκτικό μέσο στην αντλία θερμότητας. 

Ένα σχηματικό διάγραμμα φαίνεται παρακάτω.

Αντλία θερμότητας
Αντλία θερμότητας εδάφους Πίστωση: https: //www.flickr.com/photos/sagabardon/5086132916

Η αντλία θερμότητας εδάφους εξαλείφει την καύση ορυκτών καυσίμων. επομένως αυτό είναι φιλικό προς το περιβάλλον. Γερμανία, ΗΠΑ, Σουηδία, Καναδάς, Ελβετία είναι οι κύριες χώρες που χρησιμοποιούν αυτήν την αντλία θερμότητας.

Ποια θερμοκρασία δεν είναι αποτελεσματική μια αντλία θερμότητας;

Η αντλία θερμότητας δεν συνιστάται σε όλες τις θερμοκρασίες. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της αντλίας θερμότητας.

Καθώς η θερμοκρασία περιβάλλοντος μειώνεται, η αποτελεσματικότητα της αντλίας θερμότητας μειώνεται, από την έρευνα η περιοριστική θερμοκρασία περιβάλλοντος υπολογίζεται ως 40oΣΤ. Επομένως, συνιστάται η χρήση αντλίας θερμότητας όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πάνω από 40oΣΤ. Η αντλία θερμότητας γίνεται λιγότερο αποτελεσματική από άλλες επιλογές θέρμανσης όταν η θερμοκρασία μειωθεί σε 25 έως 30oF.

Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούμε ένα εναλλακτικό σύστημα σε εκείνες τις περιοχές όπου η θερμοκρασία πέφτει κάτω από τους 40oF. Ορυκτά καύσιμα ή οποιοδήποτε φθηνό καύσιμο καίγεται για να εξαχθεί θερμότητα σε αυτές τις περιοχές κατά τη διάρκεια της αιχμής του χειμώνα.  

Η αντλία θερμότητας λειτουργεί μεταξύ δύο ορίων θερμοκρασίας, θερμοκρασίας δωματίου και θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Επομένως, η απόδοση της αντλίας θερμότητας εξαρτάται και από τις δύο αυτές θερμοκρασίες. Κάποιος μπορεί να υποθέσει ότι εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι χαμηλή, η αντλία θερμότητας καταναλώνει περισσότερη εργασία για την εξαγωγή της θερμότητας. επομένως η αποτελεσματικότητα μειώνεται.

Ας αναλύσουμε μαθηματικά την αποτελεσματικότητα των αντλιών θερμότητας. Η αποτελεσματικότητα μιας αντλίας θερμότητας μετριέται ως Συντελεστής απόδοσης (COP). Το COP ορίζεται ως

COP = \ frac {(εφέ θέρμανσης)} {(εργασία που έγινε στο σύστημα)}

Ας αναλύσουμε το COP ενός κύκλου Carnot. Ο κύκλος Carnot είναι ένας ιδανικός κύκλος που έχει το μέγιστο COP.

Το COP του κύκλου Carnot ορίζεται ως:

COP = \ frac {T_ {hot}} {T_ {hot} -T_ {cold}}

Tκρύο είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος και Τκαυτό είναι η θερμοκρασία δωματίου. Ας υποθέσουμε ότι ορίσαμε 68oF στην αντλία θερμότητας, επομένως η θερμοκρασία δωματίου είναι 68oΣΤ. Ας υποθέσουμε τώρα δύο συνθήκες όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 40oF και 20oF.

Όταν εφαρμόζονται αυτές οι συνθήκες θερμοκρασίας, λαμβάνουμε COP 11.5 και 6.7 για τη θερμοκρασία περιβάλλοντος 40oF και 20oF, αντίστοιχα.

(Σημείωση: Πρέπει να δοθεί προσοχή κατά τον υπολογισμό του COP, οι θερμοκρασίες πρέπει να είναι σε κλίμακα Kelvin ή κλίμακα Rankine.)

Εδώ, το COP μειώνεται όταν μειώνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Το υπολογισμένο COP είναι για τον μέγιστο δυνατό κύκλο. Αυτό το COP δεν μπορεί να επιτευχθεί σε πραγματικό κύκλο. Ως εκ τούτου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι καθώς μειώνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος, το COP της αντλίας θερμότητας μειώνεται.

Ποια θερμοκρασία πρέπει να ρυθμίσω την αντλία θερμότητας το χειμώνα;

Αυτό απασχολεί πάντα πολλούς από εμάς κατά τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας.

Η ανθρώπινη άνεση είναι ο πρωταρχικός στόχος μιας αντλίας θερμότητας στο σπίτι. Από επιστημονικές έρευνες, συμπεραίνεται ότι 680Το F είναι καλύτερο για την ανθρώπινη άνεση κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Συνιστάται η περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας όταν χρησιμοποιούμε την αντλία θερμότητας συνεχώς. 

Μπορεί η αντλία θερμότητας να λειτουργεί κάτω από το πάγωμα;

Το ερώτημα εδώ είναι τι συμβαίνει όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κάτω από το σημείο πήξης. Είναι ασφαλής η λειτουργία;

Ναι, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αντλία θερμότητας σε συνθήκες ψύξης. Το σημείο πήξης του ψυκτικού που χρησιμοποιείται σε μια αντλία θερμότητας είναι πολύ κάτω από το σημείο πήξης του νερού. Ως εκ τούτου, το ψυκτικό στην αντλία θερμότητας δεν θα παγώσει παρόλο που η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κάτω από το σημείο πήξης του νερού.

Εάν η ερώτηση είναι "συνιστάται η χρήση αντλίας θερμότητας σε πολύ κρύο;" τότε η απάντηση είναι "όχι δεν συνιστάται"

Ωστόσο, σε εξαιρετικά κρύες συνθήκες δεν συνιστάται η χρήση αντλίας θερμότητας. Συζητήσαμε την αποτελεσματικότητα των αντλιών θερμότητας σε προηγούμενες ενότητες. Όταν η θερμοκρασία είναι μικρότερη από 40oF, η αποτελεσματικότητα της αντλίας θερμότητας μειώνεται. Ως εκ τούτου, η αντλία θερμότητας καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από την απλή καύση καυσίμου.

Πώς μπορώ να κάνω την αντλία θερμότητας πιο αποδοτική το χειμώνα;

Μερικές συμβουλές για τη βελτίωση της αποδοτικότητας δίνονται παρακάτω.

  • Καθαρίζετε συχνά το φίλτρο.
  • Για γρήγορη θέρμανση του δωματίου, μην ρυθμίζετε τη θερμοκρασία της αντλίας θερμότητας πολύ υψηλά.
  • Μην θερμαίνετε τους χώρους που δεν χρησιμοποιείτε.
  • Κλείστε τέλεια όλους τους αερισμούς στο δωμάτιο.
  • Παρέχετε πάντα αρκετό χώρο στην εσωτερική και εξωτερική μονάδα αντλίας θερμότητας για ελεύθερη ροή αέρα.
  • Τοποθετήστε τη λειτουργία θερμότητας έκτακτης ανάγκης μόνο όταν είναι έκτακτης ανάγκης.
  • Βεβαιωθείτε ότι η εξωτερική μονάδα είναι εύκολα προσβάσιμη για καθαρισμό.

Γιατί η αντλία θερμότητας φυσάει κρύο αέρα όταν είναι ενεργοποιημένη η θερμότητα;

Υπάρχουν κυρίως τρεις λόγοι για τους οποίους μπορεί να αισθάνεστε ότι η αντλία θερμότητας φυσάει κρύο αέρα.

  • Η αντλία θερμότητας λειτουργεί σωστά, αλλά την αισθάνεστε κρύα.
  •  Η αντλία θερμότητας άρχισε να λειτουργεί σε λειτουργία απόψυξης.
  • Η αντλία θερμότητας δεν λειτουργεί σωστά.

Ας συζητήσουμε κάθε σημείο ξεχωριστά.

  • Η αντλία θερμότητας λειτουργεί σωστά, αλλά την αισθάνεστε κρύα.

Η αντλία θερμότητας λειτουργεί σωστά. Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πολύ χαμηλή, μειώνεται η αποτελεσματικότητα της αντλίας θερμότητας και η ικανότητα αύξησης της θερμοκρασίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η αντλία θερμότητας θερμαίνει τον αέρα, αλλά δεν το αισθάνεστε καθώς η θερμοκρασία του θερμαινόμενου αέρα είναι πολύ κάτω από τη θερμοκρασία του σώματός σας.

Γενικά, η ηλεκτρική θέρμανση ξεκινά αυτόματα σε αυτές τις περιπτώσεις.  

  • Η αντλία θερμότητας άρχισε να λειτουργεί σε λειτουργία απόψυξης.

Όταν μια αντλία θερμότητας λειτουργεί σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος, το νερό μπορεί να παγώσει γύρω από τα πηνία της εξωτερικής μονάδας. Πρέπει να αποφεύγεται η πλήρης κάλυψη του πηνίου με πάγο. Η αντλία θερμότητας λειτουργεί σε αντίστροφη λειτουργία για να αφαιρέσει αυτόν τον παγετό, δηλαδή αρχίζει να ψύχεται μέσα και να θερμαίνεται έξω από το πηνίο.

Μετά από 1-2 λεπτά λειτουργίας, η αντλία θερμότητας αρχίζει να λειτουργεί σωστά όταν αφαιρεθεί τελείως ο παγετός.

  • Η αντλία θερμότητας δεν λειτουργεί σωστά.

Αυτό είναι ένα σοβαρό ζήτημα και πρέπει να επικοινωνήσετε με έναν τεχνικό. Υπάρχουν πολλές δυνατότητες όπως διαρροή ψυκτικού, ζημιά στις βαλβίδες ή μείωση της απόδοσης της αντλίας θερμότητας κ.λπ.

 Πρέπει να θέσω την αντλία θερμότητας σε αυτόματο ή σε θερμότητα;

 Υπάρχουν τρεις λειτουργίες σε μια αντλία θερμότητας "Heat", "Cool" και "Auto". 

Συνιστάται να ορίσετε τη λειτουργία "Θέρμανση" και όχι "Αυτόματη" τη χειμερινή περίοδο. Αυτό συμβαίνει επειδή η λειτουργία "Auto" μπορεί να δροσίσει το δωμάτιο σε μια ηλιόλουστη χειμωνιάτικη μέρα, κάτι που είναι περιττό, δηλαδή, η αντλία θερμότητας αντιστρέφεται αυτόματα από τη λειτουργία της, κάτι που πρέπει να αποφεύγεται.

Πρέπει να απενεργοποιήσω την αντλία θερμότητας σε πολύ κρύο;

Το ακραίο κρύο μπορεί να συμβεί το χειμώνα σε πολλές χώρες.

Συνιστάται να σταματήσετε να χρησιμοποιείτε την αντλία θερμότητας σε ακραίες συνθήκες ψύχους καθώς μειώνεται η αποτελεσματικότητα της αντλίας θερμότητας, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη κατανάλωση ενέργειας, όπως συζητήθηκε παραπάνω.

Συνήθως, η αντλία θερμότητας συνοδεύεται από ηλεκτρική εγκατάσταση θέρμανσης. Ως εκ τούτου, σε μια εξαιρετικά κρύα κατάσταση, η αντλία θερμότητας απενεργοποιείται και η ηλεκτρική θέρμανση ξεκινά αυτόματα.

Πόσο καιρό πρέπει να λειτουργεί μια αντλία θερμότητας την ημέρα;

Γνωρίζουμε ότι η παλιά τεχνική θέρμανσης κλιβάνων δεν θα λειτουργεί συνεχώς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τι γίνεται με την αντλία θερμότητας;

Η αντλία θερμότητας μπορεί να λειτουργεί συνεχώς όλη την ημέρα, εάν απαιτείται. Οι προηγμένες αντλίες θερμότητας διαθέτουν αυτόματους αισθητήρες, οι οποίοι επιτρέπουν τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας όταν επιτευχθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία. ξεκινά αυτόματα όταν πέσει η θερμοκρασία. Επομένως, δεν πρέπει να ανησυχείτε πολύ για την κατανάλωση ενέργειας.

Ωστόσο, μπορείτε να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας ρυθμίζοντας χειροκίνητα τον χρόνο απενεργοποίησης σε μια αντλία θερμότητας.

Πώς μπορώ να ξέρω εάν η αντλία θερμότητας μου αποψύχεται;

Η απόψυξη είναι πολύ συχνή σε κρύες συνθήκες. Μπορεί να απαιτείται κύκλος απόψυξης για την αποτελεσματική λειτουργία της αντλίας θερμότητας.

Μπορείτε να γνωρίζετε ότι η αντλία θερμότητας λειτουργεί στον κύκλο απόψυξης εάν τηρούνται τα ακόλουθα.

  • Ο εσωτερικός ανεμιστήρας της αντλίας θερμότητας απενεργοποιείται
  • Η αντλία θερμότητας σταματά να θερμαίνει το δωμάτιο
  • Η ενδεικτική λυχνία απόψυξης αναβοσβήνει
Πάγωμα στην εξωτερική μονάδα της αντλίας θερμότητας Πίστωση: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_pump_model.jpg

Πώς μπορώ να μην παγώσει η αντλία θερμότητας;

Τα εξωτερικά πηνία της αντλίας θερμότητας ενδέχεται να παγώσουν κατά τη λειτουργία.

Ο κύκλος απόψυξης είναι να αποφύγετε το πάγωμα της αντλίας θερμότητας. Η λειτουργία της αντλίας θερμότητας αντιστρέφεται στον κύκλο απόψυξης και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η αντλία θερμότητας ψύχεται σε εσωτερικούς χώρους και θερμαίνεται εξωτερικά έτσι ώστε να λιώνει ο πάγος. Αυτός ο κύκλος λειτουργεί αυτόματα. Μέσα σε 2-3 λεπτά, η αντλία θερμότητας αρχίζει να λειτουργεί κανονικά. 

Πώς ξεπαγώνετε μια αντλία θερμότητας το χειμώνα;

Μπορείτε να ξεπαγώσετε την αντλία θερμότητας με τους ακόλουθους τρόπους:

  • Κύκλος απόψυξης. Στις αντλίες θερμότητας ο κύκλος απόψυξης λειτουργεί αυτόματα. 
  • Αφαιρέστε τον παγετό χειροκίνητα. μπορείτε να αντλήσετε νερό στον παγετό μέχρι να λιώσει. Or μπορείτε να κόψετε τον παγετό με ένα εργαλείο

Πόσος παγετός είναι φυσιολογικός σε μια αντλία θερμότητας;

Δεν μπορούμε να πούμε ποσοτικά τον κανονικό παγετό.

Υπάρχουν δύο συνθήκες όταν μπορείτε να πείτε ότι ο παγετός είναι πολύς σε μια αντλία θερμότητας.

  • Όταν ο παγετός απαγορεύει τη ροή αέρα στην αντλία θερμότητας
  • Όταν ο παγετός παραμένει στα πηνία για περισσότερο από 2 ώρες.

Εάν τηρούνται αυτές οι συνθήκες, συνιστάται να επικοινωνήσετε με έναν χειριστή καθώς ο κύκλος απόψυξης δεν λειτουργεί στην αντλία θερμότητας.

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας πισίνας το χειμώνα;

Η λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας πισίνας είναι παρόμοια με την αντλία θερμότητας αέρα.

Η αντλία θερμότητας της πισίνας χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού στην πισίνα. Σε αυτό, ο συμπυκνωτής μεταφέρει θερμότητα στο κρύο νερό. Οι άλλες διαδικασίες είναι παρόμοιες με την αντλία θερμότητας δωματίου. Ως εκ τούτου, ο συμπυκνωτής βυθίζεται μέσα στην πισίνα και η υπόλοιπη μονάδα βρίσκεται έξω από την πισίνα.

Για περισσότερες δημοσιεύσεις σχετικά με τη Μηχανολογία, ακολουθήστε τη δική μας Μηχανική σελίδα.

Σχετικά με το Kiran PV

Lambda Geeks