ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศในสภาพอากาศหนาวเย็น

ข้อจำกัดหลักของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศคือประสิทธิภาพลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิภายนอกถึงช่วงเยือกแข็ง

ปั๊มความร้อนกำลังกลายเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการทำความร้อนในพื้นที่และการปรับอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ในระบบการไหลของสารทำความเย็นแบบแปรผัน สามารถจับคู่กับระบบปรับอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในโหมดทำความเย็น และสามารถแข่งขันกับต้นทุนความร้อนจากการเผาไหม้ที่ต่ำในขณะที่ใช้ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องทำความร้อนแบบต้านทานทั่วไป ปั๊มความร้อนจะช่วยประหยัดได้ในช่วง 40 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับรุ่นและสภาพการทำงานเฉพาะ

ในขณะที่ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจะแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตรงกับอากาศภายนอก ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจากพื้นดินจะใช้ประโยชน์จากอุณหภูมิใต้ดินที่เสถียรเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น เมื่อพิจารณาถึงราคาที่สูงและการติดตั้งระบบแหล่งภาคพื้นดินที่ซับซ้อน ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจึงเป็นตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุด

ข้อจำกัดหลักของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศคือประสิทธิภาพลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิภายนอกถึงช่วงเยือกแข็ง วิศวกรออกแบบต้องคำนึงถึงผลกระทบของสภาพอากาศในท้องถิ่นเมื่อระบุปั๊มความร้อน และต้องแน่ใจว่าระบบมีมาตรการที่เพียงพอสำหรับอุณหภูมิต่ำสุดที่คาดไว้

ความเย็นจัดส่งผลต่อปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศอย่างไร

ความท้าทายหลักเมื่อใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศที่มีอุณหภูมิเยือกแข็งคือการควบคุมการสะสมของน้ำแข็งบนคอยล์ภายนอก เนื่องจากตัวเครื่องกำลังระบายความร้อนออกจากอากาศภายนอกที่เย็นอยู่แล้ว ความชื้นจึงสามารถสะสมและแข็งตัวบนพื้นผิวคอยล์ได้ง่าย

แม้ว่าวงจรการละลายน้ำแข็งของปั๊มความร้อนสามารถละลายน้ำแข็งบนคอยล์ภายนอกได้ แต่ตัวเครื่องไม่สามารถให้ความร้อนในพื้นที่ในขณะที่วงจรนี้ยังคงอยู่ เมื่ออุณหภูมิภายนอกลดลง ปั๊มความร้อนจะต้องเข้าสู่วงจรการละลายน้ำแข็งบ่อยขึ้นเพื่อชดเชยการก่อตัวของน้ำแข็ง และเป็นการจำกัดความร้อนที่ส่งไปยังพื้นที่ภายในอาคาร

เนื่องจากปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดินไม่แลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศภายนอก จึงค่อนข้างไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิที่เยือกแข็ง อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องการการขุดค้นที่อาจทำได้ยากภายใต้อาคารที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตเมืองที่มีผู้คนหนาแน่น

การระบุปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น

เมื่อใช้ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศที่มีอุณหภูมิเยือกแข็ง มีสองวิธีหลักในการชดเชยการสูญเสียความร้อนในระหว่างรอบการละลายน้ำแข็ง:

การเพิ่มระบบทำความร้อนสำรอง ซึ่งโดยทั่วไปคือเตาแก๊สหรือเครื่องทำความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้า
การระบุปั๊มความร้อนที่มีมาตรการป้องกันการสะสมของน้ำค้างแข็งในตัว
ระบบทำความร้อนสำรองสำหรับปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศเป็นวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ แต่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มต้นทุนการเป็นเจ้าของระบบ ข้อควรพิจารณาในการออกแบบเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับประเภทของการทำความร้อนสำรองที่ระบุ:

เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานไฟฟ้าทำงานโดยใช้แหล่งพลังงานเดียวกันกับปั๊มความร้อน อย่างไรก็ตาม มันจะดึงกระแสไฟฟ้ามากขึ้นสำหรับภาระความร้อนที่กำหนด ซึ่งต้องการความสามารถในการเดินสายที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบก็ลดลงเช่นกัน เนื่องจากการทำความร้อนด้วยความต้านทานมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการทำงานของปั๊มความร้อนมาก
หัวเผาแก๊สมีต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่าเครื่องทำความร้อนแบบต้านทานมาก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการจ่ายก๊าซและระบบไอเสีย ทำให้ต้นทุนการติดตั้งสูงขึ้น
เมื่อระบบปั๊มความร้อนใช้การทำความร้อนสำรอง แนวทางปฏิบัติที่แนะนำคือการตั้งค่าเทอร์โมสตัทที่อุณหภูมิปานกลาง ซึ่งจะช่วยลดความถี่ของรอบการละลายน้ำแข็งและเวลาการทำงานของระบบทำความร้อนสำรอง ช่วยลดการใช้พลังงานทั้งหมด

ปั๊มความร้อนพร้อมมาตรการในตัวป้องกันสภาพอากาศหนาวเย็น

โดยทั่วไปแล้วปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจากผู้ผลิตชั้นนำจะได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิภายนอกที่ต่ำถึง -4°F อย่างไรก็ตาม เมื่ออุปกรณ์ได้รับการปรับปรุงด้วยมาตรการป้องกันสภาพอากาศหนาวเย็น ระยะการทำงานของอุปกรณ์อาจขยายได้ต่ำกว่า -10°F หรือแม้แต่ -20°F ต่อไปนี้เป็นคุณลักษณะการออกแบบทั่วไปที่ผู้ผลิตปั๊มความร้อนใช้เพื่อลดผลกระทบของวงจรการละลายน้ำแข็ง:

ผู้ผลิตบางรายรวมตัวสะสมความร้อนซึ่งสามารถส่งความร้อนต่อไปได้เมื่อปั๊มความร้อนเข้าสู่วงจรการละลายน้ำแข็ง
นอกจากนี้ยังมีการกำหนดค่าปั๊มความร้อนโดยที่หนึ่งในสายสารทำความเย็นร้อนไหลเวียนผ่านยูนิตภายนอกอาคารเพื่อช่วยป้องกันการแข็งตัว รอบการละลายน้ำแข็งจะทำงานเมื่อผลความร้อนไม่เพียงพอเท่านั้น
เมื่อระบบปั๊มความร้อนใช้คอยล์ร้อนหลายยูนิต สามารถตั้งโปรแกรมให้เข้าสู่วงจรการละลายน้ำแข็งตามลำดับและไม่พร้อมกันได้ ด้วยวิธีนี้ ระบบจะไม่สูญเสียความสามารถในการทำความร้อนเต็มประสิทธิภาพเนื่องจากการละลายน้ำแข็ง
ยูนิตกลางแจ้งสามารถติดตั้งตัวเรือนที่ป้องกันยูนิตจากหิมะตกโดยตรงได้ ด้วยวิธีนี้ ยูนิตจะต้องจัดการกับน้ำแข็งที่ก่อตัวบนคอยล์โดยตรงเท่านั้น
แม้ว่ามาตรการเหล่านี้จะไม่สามารถกำจัดวงจรการละลายน้ำแข็งได้อย่างสมบูรณ์ แต่ก็สามารถลดผลกระทบต่อเอาท์พุตความร้อนได้ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดด้วยระบบปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ ขั้นตอนแรกที่แนะนำคือการประเมินสภาพอากาศในท้องถิ่น ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถระบุระบบที่เพียงพอได้ตั้งแต่เริ่มต้น ซึ่งง่ายกว่าและราคาถูกกว่าการอัพเกรดการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม

มาตรการเสริมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพปั๊มความร้อน

การมีระบบปั๊มความร้อนที่ประหยัดพลังงานช่วยลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนและความเย็น อย่างไรก็ตาม ตัวอาคารยังสามารถออกแบบเพื่อลดความต้องการการทำความเย็นในช่วงฤดูร้อนและความต้องการการทำความร้อนในช่วงฤดูหนาวให้เหลือน้อยที่สุด โครงสร้างอาคารที่มีฉนวนและสุญญากาศเพียงพอช่วยลดความจำเป็นในการทำความร้อนและความเย็น เมื่อเทียบกับอาคารที่มีฉนวนไม่ดีและมีอากาศรั่วไหลจำนวนมาก

การควบคุมการระบายอากาศยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำความร้อนและความเย็นด้วยการปรับการไหลเวียนของอากาศตามความต้องการของอาคาร เมื่อระบบระบายอากาศทำงานเต็มกำลังตลอดเวลา ปริมาณอากาศที่ต้องปรับสภาพก็จะสูงขึ้น ในทางกลับกัน หากปรับการระบายอากาศตามจำนวนผู้เข้าพัก ปริมาณอากาศรวมที่ต้องปรับสภาพก็จะลดลง

มีการกำหนดค่าการทำความร้อนและความเย็นที่หลากหลายซึ่งสามารถนำมาใช้ในอาคารได้ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการเป็นเจ้าของต่ำที่สุดจะเกิดขึ้นได้เมื่อการติดตั้งได้รับการปรับให้เหมาะสมตามความต้องการของอาคาร

บทความโดย ไมเคิล โทเบียส
อ้างอิง: Tobias, M. (nd) กรุณาเปิดใช้งานคุกกี้ StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
หากคุณต้องการปราศจากปัญหากับปัญหาประสิทธิภาพต่ำในผลิตภัณฑ์ปั๊มความร้อนที่มีอุณหภูมิแวดล้อมต่ำ เรายินดีที่จะแนะนำปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ EVI ของเราให้กับคุณ! แทนที่จะเป็นอุณหภูมิปกติ -7 ถึง 43 องศาเซลเซียส สามารถทำงานได้ต่ำสุดถึง -25 องศาเซลเซียส โปรดติดต่อเราเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติม!