Една въздушна термопомпа може да подсигури ефективното отопление и охлаждане във вашия дом, особено ако живеете в регион с топъл климат. Правилно монтирана, термопомпата може да вкарва топлинна енергия в дома ви от един и половина до три пъти повече от електрическата енергия, която консумира.
Това е възможно, тъй като термопомпата по-скоро задвижва топлина, отколкото да я преобразува от гориво, както е при горивните отоплителни системи.
Въпреки че въздушните термопомпи могат да бъдат използвани в почти всички области, те като цяло не се представят добре при продължителни периоди на минусови температури. В такива региони може да не е рентабилно да посрещате всичките си нужди за отопление с помощта на стандартна въздушна термопомпа.
Въпреки това, новите системи с допълнително газово отопление биха могли да решат този проблем. Предлага се също така "Термопомпа за студен климат", която е обещаваща, макар и да среща производствени проблеми. В допълнение на това, версия, наречена "Охладител с обратен цикъл", дава заявка, че ще работи ефективно при минусови температури.
В режим на охлаждане въздушната термопомпа изпарява хладилен агент във вътрешната серпентина. Когато течността се изпарява, тя извлича топлина от въздуха в помещението. След като газът се компресира, той преминава във външната серпентина и кондензира, освобождавайки топлина във въздуха отвън.
Промените в налягането, причинени от компресора и разширителния клапан, позволяват на газа да кондензира при висока външна температура и да се изпарява при ниска вътрешна температура.
Как работят термопомпите?
Охладителната система на термопомпата се състои от компресор и две серпентини във вид на медна тръбна система (вътрешна и външна), обгърнати от алуминиеви ребра за подпомагане на топлопроводимостта. В режим на отопление, течен хладилен агент във външната серпентина извлича топлина от въздуха и се изпарява във вид на газ.
Вътрешната серпентина освобождава топлина от хладилния агент, като кондензира обратно в течност. Обратен клапан близо до компресора може да променя посоката на движение на потока хладилен агент с цел охлаждане, а също и размразяване на външната серпентина през зимата.
Когато външните температури паднат под 4 0C, по-ниско ефективен панел от серпентини с електрическо съпротивление, подобни на тези във вашия тостер, се включва, за да осигури отоплението на помещението.
Ето защо въздушните термопомпи невинаги са особено ефективни при отопление в области със студени зими. Понастоящем някои модели разполагат с допълнителни газови нагреватели вместо серпентини с електрическо съпротивление, което им позволява да работят по-ефективно.
В режим на отопление въздушната термопомпа изпарява хладилен агент във външната серпентина. Когато течността се изпарява, тя извлича топлина от въздуха отвън. След като газът се компресира, той преминава във вътрешната серпентина и кондензира, освобождавайки топлина в помещението.
Промените в налягането, причинени от компресора и разширителния клапан, позволяват на газа да се изпарява при ниска външна температура и да кондензира при висока вътрешна температура.
Ефективността и продуктивността на днешните въздушни термопомпи са от един и половина до два пъти по-високи от тези на еквивалентите отпреди 30 години. Това подобрение е резултат на техническия напредък и възможности като тези:
- Термостатични разширителни клапани за по-точно регулиране на движението на хладилния агент към вътрешната серпентина.
- Променливо-скоростни вентилатори, които са по-ефективни и могат да компенсират за някои от нежеланите ефекти в случай на възпрепятстван поток, мръсни филтри или замърсени серпентини.
- Подобрен дизайн на серпентините.
- Подобрен електромотор и двускоростен компресор.
- Медна тръбна система с вътрешни улеи с цел увеличаване на повърхностната площ.
Повечето централизирани термопомпи представляват системи за разделяне – една вътрешна серпентина и една външна. Входната и изходната тръби се свързват с централен вентилатор, който е вътрешен.
Някои термопомпи представляват цялостни инсталации. Обикновено при тях двете серпентини и вентилаторът са външни. Нагрятият или охладеният въздух се вкарва във вътрешността чрез тръбна система, която минава през стената или тавана.
Изборът на термопомпа
Всяка термопомпа с жилищно предназначение, която се продава в Съединените щати, има етикет "EnergyGuide", който окачествява нейния коефициент на полезно действие, сравнявайки я с останалите марки и модели.
Отоплителната ефективност при въздушните електрически термопомпи се обозначава с "коефициента на сезонно полезно действие" (HSPF), който представлява общото отопление на пространството, необходимо по време на отоплителния сезон, изразено в Btu и разделено на общото количество електроенергия, изконсумирана от термопомпената система по време на същия този сезон, изразена във ват-часове.
Охладителната ефективност се обозначава със "сезонния коефициент за енергийна ефективност" (SEER), който представлява общото количество топлинна енергия, извлечена от охлажданото пространство по време на охладителния сезон, изразена в Btu и разделена на общото количество електроенергия, изконсумирана от термопомпената система по време на същия този сезон, изразена във ват-часове.
Коефициентът на сезонно полезно действие (HSPF) окачествява ефективността както на компресора, така и на елементите с електрическо съпротивление. Най-ефективните термопомпи са с HSPF стойност между 8 и 10.
Сезонният коефициент за енергийна ефективност (SEER) окачествява охладителната ефективност на термопомпата. Като цяло, колкото по-висока е SEER стойността, толкова по-висока е цената. Въпреки това, по-високата първоначална инвестиция може да се отплати неколкократно чрез икономията на енергия по време на експлоатационния период на термопомпата.
Замяната на стар модел централизирана термопомпа от 70-те години (SEER = 6) с нов (SEER = 12) би позволила използването на половината енергия за осигуряването на същото количество охлаждане, намалявайки разходите за климатизация наполовина. Най-ефективните термопомпи са с SEER стойност между 14 и 18.
При избора на въздушна електрическа термопомпа погледнете за етикет "ENERGY STAR ®", който се присъжда на модели с SEER стойност от 12 или по-висока и HSPF стойност от 7 или по-висока.
Ако купувате такъв продукт, но не сте сигурни дали той отговаря на квалификациите на "ENERGY STAR", погледнете яркожълтия етикет "EnergyGuide" за ефективност от 12 SEER/7 HSPF или по-висока.
При модели със съпоставими HSPF стойности проверете тяхната стойност на стабилно състояние при -8.3 C, ниската температурна настройка. Моделът с по-високата стойност е по-ефективният.
Помислете да купите термопомпа с HSPF стойност от най-малко 7,7 (през септември 2006 г. Министерството на енергетиката на Съединените щати започна прилагането на нов стандарт, който налага централизираните термопомпи да имат минимална HSPF стойност от 7,7). В топъл климат SEER показателят е по-важен от HSPF; в студен – гледайте за възможно по-висока HSPF стойност.
Ето няколко други фактори, които трябва да се вземат предвид при избора и монтажа на въздушна термопомпа:
- Изберете термопомпа с настройка на търсеното ниво на размразяване. Това би свело до минимум циклите на размразяване, а оттам – и допълнителната консумация на енергия, както и консумацията на енергия като цяло.
- Ако прикачвате термопомпа към електрическа печка, серпентината на термопомпата следва обичайно да бъде поставена на студената (срещу потока) страна на печката с цел по-висока ефективност.
- Вентилаторите и компресорите създават шум. Поставете външното тяло далече от прозорци и съседни сгради и изберете термопомпа с ниво на външния шум от 7,6 bel или по-ниско. Можете също така да намалите шума, монтирайки тялото върху шумопоглъщаща основа.
- Местоположението на външното тяло може да повлияе върху неговата ефективност. Външните тела трябва да бъдат защитени от силни ветрове, които биха могли да създадат проблеми с размразяването. Бихте могли находчиво да пресадите храст или сложите ограда до серпентините срещу вятъра, така че да изолирате тялото от силни ветрове.
Проблеми, свързани с експлоатацията на термопомпите
Според доклад за изследване, финансирано от "ENERGY STAR" повече от 50% от всички термопомпи имат значителни проблеми, свързани със слаб въздушен поток, изпускащи тръби и неправилно зареждане с хладилен агент.
Трябва да има около 11-14 m3/min въздушен поток за всеки тон климатичен капацитет на термопомпата. Ефективността и продуктивността спадат, ако въздушният поток падне чувствително под 10 m3/min/t.
Техниците биха могли да засилят въздушния поток, като почистят серпентината на изпарителя или увеличат скоростта на вентилатора, но често се налага да бъде направена модификация на тръбната мрежа. Вижте раздела на тема "Намаляване на загубите на енергия в тръбната система",
Охладителните системи трябва да бъдат проверявани за течове по време на монтажа и всяка сервизна интервенция. Стайните термопомпи, както и цялостните термопомпени инсталации, се зареждат с хладилен агент още в завода. Те рядко са неправилно заредени.
Термопомпите със система за разделяне обаче, се зареждат на място, което понякога води до зареждането на твърде много или твърде малко хладилен агент.
Тези от тях, които са правилно заредени и са с правилен въздушен поток, обикновено работят с много близки до упоменатите от производителя SEER и HSPF стойности. Твърде многото или твърде малкото хладилен агент намалява продуктивността и ефективността на термопомпата.
За задоволителна продуктивност и ефективност термопомпата със система за разделяне трябва да е в рамките на около сто грама от правилното количество, определено от производителя. Необходимо е техникът да измери въздушния поток преди да провери количеството на хладилния агент, тъй като измерването на хладилния агент не е точно, ако въздушният поток не е благоприятен.
Когато зареждането е правилно, упоменатите от производителя специфични стойности на температурата и налягането на хладилния агент съвпадат с измерените от сервизния ви техник. Проверете тези стойности с вашия техник. Ако те не съвпадат с измерените, трябва да се добави или отнеме хладилен агент съобразно наложените от съответната АООС стандарти.
