ข้อดีของปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์มากกว่าความเร็วเดียวแบบคงที่

การตัดสินใจติดตั้งปั๊มความร้อนถือเป็นการตัดสินใจครั้งใหญ่สำหรับเจ้าของบ้าน การเปลี่ยนระบบทำความร้อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบเดิมๆ เช่น หม้อต้มก๊าซ ด้วยพลังงานทางเลือกทดแทนเป็นสิ่งหนึ่งที่ผู้คนใช้เวลาส่วนใหญ่ในการค้นคว้าข้อมูลก่อนที่จะลงมือทำ

ความรู้และประสบการณ์นี้ได้ยืนยันกับเราอย่างไม่ต้องสงสัยว่าปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์มีข้อได้เปรียบที่สำคัญในแง่ของ:

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมต่อปีที่สูงขึ้น
• มีโอกาสน้อยที่จะมีปัญหากับการเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า
• ข้อกำหนดเชิงพื้นที่
• อายุการใช้งานของปั๊มความร้อน
• ความสะดวกสบายโดยรวม

แต่ปั๊มความร้อนอินเวอร์เตอร์ที่ทำให้ปั๊มความร้อนเป็นตัวเลือกคืออะไร? ในบทความนี้ เราจะอธิบายรายละเอียดความแตกต่างระหว่างปั๊มความร้อนเอาท์พุตแบบคงที่กับปั๊มความร้อนเอาท์พุตสองยูนิต และเหตุใดจึงเป็นหน่วยที่เราเลือกใช้

ปั๊มความร้อนทั้งสองแตกต่างกันอย่างไร?

ความแตกต่างระหว่างเอาท์พุตคงที่และปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์อยู่ที่วิธีการส่งพลังงานที่ต้องการจากปั๊มความร้อนเพื่อตอบสนองความต้องการในการทำความร้อนของทรัพย์สิน

ปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่ทำงานโดยเปิดหรือปิดอย่างต่อเนื่อง เมื่อเปิดเครื่อง ปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่จะทำงานที่ความจุ 100% เพื่อตอบสนองความต้องการในการทำความร้อนของที่พัก โดยจะดำเนินการนี้ต่อไปจนกว่าจะถึงความต้องการความร้อน และจากนั้นจะหมุนเวียนระหว่างการเปิดและปิดการให้ความร้อนบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่ในลักษณะสมดุลเพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต้องการ

อย่างไรก็ตาม ปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์ใช้คอมเพรสเซอร์แบบปรับความเร็วได้ซึ่งจะปรับเอาต์พุตเพิ่มหรือลดความเร็วเพื่อให้ตรงกับความต้องการความร้อนของอาคารเมื่ออุณหภูมิอากาศภายนอกเปลี่ยนแปลงไป

เมื่อความต้องการต่ำ ปั๊มความร้อนจะลดกำลังขับลง ซึ่งจำกัดการใช้ไฟฟ้าและการออกแรงกับส่วนประกอบของปั๊มความร้อน และจำกัดรอบการเริ่มต้น

ความสำคัญของการกำหนดขนาดปั๊มความร้อนให้ถูกต้อง

โดยพื้นฐานแล้ว ผลลัพธ์ของระบบปั๊มความร้อนและวิธีที่ระบบจ่ายความจุนั้นเป็นศูนย์กลางของการถกเถียงระหว่างอินเวอร์เตอร์กับเอาต์พุตคงที่ เพื่อให้เข้าใจและชื่นชมคุณประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่นำเสนอโดยปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าปั๊มความร้อนมีขนาดเท่าใด

เพื่อกำหนดขนาดของปั๊มความร้อนที่ต้องการ นักออกแบบระบบปั๊มความร้อนจะคำนวณปริมาณความร้อนที่คุณสมบัติสูญเสียไป และปริมาณพลังงานที่ต้องการจากปั๊มความร้อนเพื่อทดแทนความร้อนที่สูญเสียไปผ่านทางผ้าหรือการสูญเสียการระบายอากาศในอาคาร การใช้การวัดจากคุณสมบัติ วิศวกรสามารถระบุความต้องการความร้อนของคุณสมบัติที่อุณหภูมิภายนอก -3^โอC. ค่านี้คำนวณเป็นกิโลวัตต์ และการคำนวณนี้กำหนดขนาดของปั๊มความร้อน

ตัวอย่างเช่น หากการคำนวณกำหนดความต้องการความร้อนคือ 15kW ปั๊มความร้อนที่ให้กำลังสูงสุด 15kW เป็นสิ่งจำเป็นในการให้ความร้อนและน้ำร้อนแก่ที่พักตลอดทั้งปี โดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิห้องปัจจุบันที่กำหนดโดย BS EN 12831 และ อุณหภูมิต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้สำหรับพื้นที่ ในนาม -3^โอค.

ขนาดของปั๊มความร้อนมีความสำคัญต่ออินเวอร์เตอร์และข้อถกเถียงเกี่ยวกับปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่ เนื่องจากเมื่อมีการติดตั้งยูนิตเอาท์พุตคงที่ ปั๊มจะทำงานที่ความจุสูงสุดเมื่อเปิดเครื่อง โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิภายนอก ซึ่งเป็นการใช้พลังงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจาก 15 kW ที่ -3^โอC อาจต้องการเพียง 10 kW ที่ 2^โอC. จะมีรอบการสตาร์ท-หยุดมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ชุดขับเคลื่อนอินเวอร์เตอร์จะปรับเอาท์พุตในช่วงระหว่าง 30% ถึง 100% ของความจุสูงสุด หากการสูญเสียความร้อนของคุณสมบัติกำหนดว่าจำเป็นต้องใช้ปั๊มความร้อนขนาด 15kW จะมีการติดตั้งปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดตั้งแต่ 5kW ถึง 15kW ซึ่งหมายความว่าเมื่อความต้องการความร้อนจากทรัพย์สินอยู่ในระดับต่ำสุด ปั๊มความร้อนจะทำงานที่ 30% ของความสามารถสูงสุด (5kW) แทนที่จะเป็น 15kW ที่ใช้โดยหน่วยเอาต์พุตคงที่

หน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาก

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบทำความร้อนแบบเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม ทั้งปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่และปั๊มความร้อนแบบอินเวอร์เตอร์ให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระดับที่สูงกว่ามาก

ระบบปั๊มความร้อนที่ออกแบบมาอย่างดีจะให้ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (CoP) อยู่ระหว่าง 3 ถึง 5 (ขึ้นอยู่กับว่า ASHP หรือ GSHP) สำหรับทุก ๆ 1kW ของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้จ่ายพลังงานให้กับปั๊มความร้อน มันจะส่งพลังงานความร้อนกลับคืนมา 3-5kW ในขณะที่หม้อต้มก๊าซธรรมชาติจะให้ประสิทธิภาพเฉลี่ยประมาณ 90 – 95% ปั๊มความร้อนจะให้ประสิทธิภาพมากกว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อให้ได้ความร้อนประมาณ 300%+

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดจากปั๊มความร้อน เจ้าของบ้านควรปล่อยให้ปั๊มความร้อนทำงานอย่างต่อเนื่องในพื้นหลัง การเปิดปั๊มความร้อนทิ้งไว้จะรักษาอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องในที่พักให้คงที่ ช่วยลดความต้องการการทำความร้อน 'สูงสุด' และหน่วยอินเวอร์เตอร์นี้เหมาะสมที่สุด

ปั๊มความร้อนอินเวอร์เตอร์จะปรับเอาต์พุตอย่างต่อเนื่องในพื้นหลังเพื่อให้อุณหภูมิสม่ำเสมอ โดยจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความต้องการความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจะผันผวนน้อยที่สุด ในขณะที่ปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่จะหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องระหว่างความจุสูงสุดและศูนย์ โดยค้นหาสมดุลที่เหมาะสมเพื่อให้อุณหภูมิที่ต้องการหมุนเวียนบ่อยขึ้น

การสึกหรอน้อยลงด้วยยูนิตอินเวอร์เตอร์

ด้วยยูนิตเอาท์พุตคงที่ การหมุนเวียนระหว่างเปิดและปิดและการทำงานที่ความจุสูงสุดไม่เพียงแต่ทำให้ยูนิตปั๊มความร้อนเกิดความเครียดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้าด้วย สร้างไฟกระชากในแต่ละรอบการเริ่มต้น ซึ่งสามารถลดลงได้โดยใช้การสตาร์ทแบบนุ่มนวล แต่สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะล้มเหลวหลังจากดำเนินการเพียงไม่กี่ปี

ในขณะที่ปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่เปิดอยู่ ปั๊มความร้อนจะดึงกระแสไฟกระชากเพื่อสตาร์ท ซึ่งจะทำให้แหล่งจ่ายไฟอยู่ภายใต้ความเครียดตลอดจนชิ้นส่วนกลไกของปั๊มความร้อน และกระบวนการเปิด/ปิดแบบวนจะเกิดขึ้นหลายครั้งต่อวันเพื่อให้เป็นไปตามความต้องการการสูญเสียความร้อนของทรัพย์สิน

ในทางกลับกัน หน่วยอินเวอร์เตอร์ใช้คอมเพรสเซอร์แบบไร้แปรงถ่าน DC ซึ่งไม่มีการขัดขวางการสตาร์ทอย่างแท้จริงในระหว่างรอบการสตาร์ท ปั๊มความร้อนเริ่มต้นด้วยกระแสเริ่มต้นเป็นศูนย์แอมป์และยังคงสร้างต่อไปจนกว่าจะถึงความจุที่จำเป็นเพื่อตอบสนองความต้องการของอาคาร ซึ่งจะทำให้ทั้งหน่วยปั๊มความร้อนและแหล่งจ่ายไฟอยู่ภายใต้ความเครียดน้อยลง ในขณะที่ควบคุมได้ง่ายกว่าและราบรื่นกว่าหน่วยเปิด/ปิด บ่อยครั้งเป็นกรณีที่การเชื่อมต่อหน่วยเริ่ม/หยุดหลายหน่วยเข้ากับกริด อาจทำให้เกิดปัญหาได้ และผู้ให้บริการกริดอาจปฏิเสธการเชื่อมต่อโดยไม่ต้องอัปเกรดเครือข่าย

ประหยัดเงินและพื้นที่

ลักษณะที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของการติดตั้งยูนิตที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์คือทั้งเงินและข้อกำหนดด้านพื้นที่ซึ่งสามารถประหยัดได้โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งถังบัฟเฟอร์ หรืออาจเล็กกว่านั้นมากหากใช้การควบคุมโซนการทำความร้อนใต้พื้นแบบเต็มโซน

เมื่อติดตั้งหน่วยเอาท์พุตคงที่ในทรัพย์สิน ต้องเหลือพื้นที่เพื่อติดตั้งถังบัฟเฟอร์ด้านข้าง ประมาณ 15 ลิตรต่อความจุปั๊มความร้อน 1kW วัตถุประสงค์ของถังบัฟเฟอร์คือเพื่อเก็บน้ำอุ่นไว้ในระบบที่พร้อมที่จะหมุนเวียนไปรอบๆ ระบบทำความร้อนส่วนกลางตามต้องการ โดยจำกัดรอบการเปิด/ปิด

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีห้องว่างในบ้านที่คุณไม่ค่อยได้ใช้ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าห้องอื่นๆ ในบ้าน แต่ตอนนี้คุณต้องการใช้ห้องนั้นและตัดสินใจเปิดเทอร์โมสตัท คุณปรับอุณหภูมิ แต่ตอนนี้ระบบทำความร้อนต้องตอบสนองความต้องการความร้อนใหม่สำหรับห้องนั้น

เรารู้ว่าปั๊มความร้อนเอาท์พุตคงที่สามารถทำงานได้ที่ความจุสูงสุดเท่านั้น ดังนั้นปั๊มจะเริ่มทำงานที่ความจุสูงสุดเพื่อตอบสนองซึ่งจริงๆ แล้วเป็นเพียงเสี้ยวหนึ่งของความต้องการความร้อนสูงสุด ซึ่งส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าไปมาก เพื่อเลี่ยงสิ่งนี้ ถังบัฟเฟอร์จะส่งน้ำอุ่นล่วงหน้าไปยังหม้อน้ำหรือระบบทำความร้อนใต้พื้นของห้องสำรองเพื่ออุ่นเครื่อง และใช้กำลังขับสูงสุดของปั๊มความร้อนเพื่ออุ่นถังบัฟเฟอร์อีกครั้ง และมีแนวโน้มว่าบัฟเฟอร์จะร้อนเกินไป รถถังอยู่ในกระบวนการพร้อมสำหรับครั้งต่อไปที่จะเรียกใช้

เมื่อติดตั้งยูนิตที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ ปั๊มความร้อนจะปรับตัวเองเป็นเอาท์พุตที่ต่ำกว่าในพื้นหลัง และจะรับรู้การเปลี่ยนแปลงความต้องการและปรับเอาท์พุตตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำที่ต่ำ ความสามารถนี้ช่วยให้เจ้าของทรัพย์สินประหยัดเงินและพื้นที่ที่จำเป็นในการติดตั้งถังบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่