Oppvarming og kjøling med varmepumpe-del 2

I løpet av oppvarmingssyklusen tas varme fra uteluften og "pumpes" innendørs.

• Først passerer det flytende kjølemediet gjennom ekspansjonsanordningen, og endres til en lavtrykksvæske/dampblanding. Den går deretter til utendørsspiralen, som fungerer som fordamperspolen. Det flytende kjølemediet absorberer varme fra uteluften og koker, og blir til en lavtemperaturdamp.
• Denne dampen passerer gjennom vendeventilen til akkumulatoren, som samler opp eventuell gjenværende væske før dampen kommer inn i kompressoren. Dampen blir deretter komprimert, reduserer volumet og får den til å varmes opp.
• Til slutt sender vendeventilen gassen, som nå er varm, til innendørsspolen, som er kondensatoren. Varmen fra den varme gassen overføres til inneluften, og får kjølemediet til å kondensere til en væske. Denne væsken går tilbake til ekspansjonsanordningen og syklusen gjentas. Innendørsspolen er plassert i kanalnettet, i nærheten av ovnen.

Varmepumpens evne til å overføre varme fra uteluften til huset avhenger av utetemperaturen. Når denne temperaturen synker, synker også varmepumpens evne til å absorbere varme. For mange luftvarmepumpeinstallasjoner betyr dette at det er en temperatur (kalt det termiske balansepunktet) når varmepumpens varmekapasitet er lik varmetapet til huset. Under denne utendørs omgivelsestemperaturen kan varmepumpen bare levere en del av varmen som kreves for å holde oppholdsrommet komfortabelt, og tilleggsvarme er nødvendig.

Det er viktig å merke seg at de aller fleste luftvarmepumper har en minimumsdriftstemperatur som de ikke kan fungere under. For nyere modeller kan dette variere fra -15°C til -25°C. Under denne temperaturen må det brukes et tilleggssystem for å gi oppvarming til bygget.

Avkjølingssyklusen

Syklusen beskrevet ovenfor er reversert for å avkjøle huset om sommeren. Enheten tar varme ut av inneluften og avviser den ute.

• Som i oppvarmingssyklusen, passerer det flytende kjølemediet gjennom ekspansjonsanordningen, og endres til en lavtrykksvæske/dampblanding. Den går deretter til innendørsspolen, som fungerer som fordamper. Det flytende kjølemediet absorberer varme fra inneluften og koker, og blir til en lavtemperaturdamp.
• Denne dampen passerer gjennom reverseringsventilen til akkumulatoren, som samler opp eventuell gjenværende væske, og deretter til kompressoren. Dampen blir deretter komprimert, reduserer volumet og får den til å varmes opp.
• Til slutt går gassen, som nå er varm, gjennom vendeventilen til utendørsspiralen, som fungerer som kondensator. Varmen fra den varme gassen overføres til uteluften, og får kjølemediet til å kondensere til en væske. Denne væsken går tilbake til ekspansjonsanordningen, og syklusen gjentas.

I løpet av kjølesyklusen avfukter varmepumpen også inneluften. Fuktighet i luften som passerer over innendørsspiralen kondenserer på spolens overflate og samles i en panne i bunnen av spolen. Et kondensavløp kobler denne pannen til husets avløp.

Avrimingssyklusen

Hvis utetemperaturen faller til nær eller under frysepunktet når varmepumpen er i oppvarmingsmodus, vil fuktighet i luften som passerer over utvendig batteri kondensere og fryse på den. Mengden frost som bygger seg opp avhenger av utetemperaturen og mengden fuktighet i luften.

Denne frostoppbyggingen reduserer batteriets effektivitet ved å redusere dens evne til å overføre varme til kjølemediet. På et tidspunkt må frosten fjernes. For å gjøre dette går varmepumpen over til avrimingsmodus. Den vanligste tilnærmingen er:

• Først bytter vendeventilen enheten til kjølemodus. Dette sender varm gass til utendørsspiralen for å smelte frosten. Samtidig stenges uteviften, som normalt blåser kald luft over batteriet, for å redusere mengden varme som trengs for å smelte frosten.
• Mens dette skjer, kjøler varmepumpen ned luften i kanalnettet. Varmesystemet vil normalt varme denne luften ettersom den er fordelt i hele huset.

En av to metoder brukes til å bestemme når enheten går i avrimingsmodus:

• Etterspørselsfrostkontroller overvåker luftstrøm, kjølemedietrykk, luft- eller batteritemperatur og trykkforskjell over utendørsbatteriet for å oppdage frostakkumulering.
• Tid-temperatur avriming startes og avsluttes av en forhåndsinnstilt intervalltimer eller en temperatursensor plassert på utsiden av spolen. Syklusen kan startes hvert 30., 60. eller 90. minutt, avhengig av klimaet og systemets design.

Unødvendige avrimingssykluser reduserer den sesongmessige ytelsen til varmepumpen. Som et resultat er krav-frost-metoden generelt mer effektiv siden den starter avrimingssyklusen bare når det er nødvendig.

Supplerende varmekilder

Siden luftvarmepumper har en minimum utendørs driftstemperatur (mellom -15°C til -25°C) og redusert varmekapasitet ved svært kalde temperaturer, er det viktig å vurdere en supplerende varmekilde for luftvarmepumpedrift. Tilleggsvarme kan også være nødvendig når varmepumpen tiner. Ulike alternativer er tilgjengelige:

• All Electric: I denne konfigurasjonen er varmepumpeoperasjoner supplert med elektriske motstandselementer plassert i kanalnettet eller med elektriske fotlister. Disse motstandselementene er mindre effektive enn varmepumpen, men deres evne til å gi varme er uavhengig av utetemperaturen.
• Hybridsystem: I et hybridsystem bruker luftkildevarmepumpen et tilleggssystem som en ovn eller kjele. Dette alternativet kan brukes i nye installasjoner, og er også et godt alternativ der en varmepumpe legges til et eksisterende system, for eksempel når en varmepumpe installeres som erstatning for et sentralt klimaanlegg.

Se siste del av dette heftet, Relatert utstyr, for mer informasjon om systemer som bruker supplerende varmekilder. Der kan du finne diskusjon om alternativer for hvordan du programmerer systemet ditt til overgang mellom varmepumpebruk og tilleggsvarmekildebruk.

Energieffektivitetshensyn

For å støtte forståelsen av denne delen, se den tidligere delen kalt En introduksjon til varmepumpeeffektivitet for en forklaring på hva HSPF-er og SEER-er representerer.

I Canada foreskriver energieffektivitetsbestemmelser en minimum sesongmessig effektivitet i oppvarming og kjøling som må oppnås for at produktet skal selges på det kanadiske markedet. I tillegg til disse forskriftene kan provinsen eller territoriet ditt ha strengere krav.

Minimum ytelse for Canada som helhet, og typiske områder for markedstilgjengelige produkter, er oppsummert nedenfor for oppvarming og kjøling. Det er viktig å også sjekke for å se om noen tilleggsbestemmelser er på plass i din region før du velger ditt system.

Avkjøling sesongbasert ytelse, SEER:

• Minimum SEER (Canada): 14
• Utvalg, SEER i markedstilgjengelige produkter: 14 til 42

Heating Seasonal Performance, HSPF

• Minimum HSPF (Canada): 7,1 (for region V)
• Utvalg, HSPF i markedstilgjengelige produkter: 7,1 til 13,2 (for region V)

Merk: HSPF-faktorer er gitt for AHRI Climate Zone V, som har et lignende klima som Ottawa. Faktisk sesongmessig effektivitet kan variere avhengig av din region. En ny ytelsesstandard som tar sikte på å bedre representere ytelsen til disse systemene i kanadiske regioner er for tiden under utvikling.

De faktiske SEER- eller HSPF-verdiene avhenger av en rekke faktorer, primært relatert til varmepumpedesign. Nåværende ytelse har utviklet seg betydelig de siste 15 årene, drevet av ny utvikling innen kompressorteknologi, varmevekslerdesign og forbedret kjølemiddelstrøm og kontroll.

Varmepumper med enkelt hastighet og variabel hastighet

Av spesiell betydning når man vurderer effektivitet, er rollen til nye kompressordesigner for å forbedre sesongmessig ytelse. Vanligvis er enheter som opererer med minimum foreskrevet SEER og HSPF preget av enkelthastighets varmepumper. Luftvarmepumper med variabel hastighet er nå tilgjengelig som er designet for å variere kapasiteten til systemet for å matche oppvarmings-/kjølebehovet til huset på et gitt tidspunkt. Dette bidrar til å opprettholde maksimal effektivitet til enhver tid, inkludert under mildere forhold når det er lavere krav til systemet.

Nylig har luftvarmepumper som er bedre tilpasset drift i det kalde kanadiske klimaet blitt introdusert på markedet. Disse systemene, ofte kalt kaldt klima varmepumper, kombinerer kompressorer med variabel kapasitet med forbedrede varmevekslerdesign og kontroller for å maksimere varmekapasiteten ved kaldere lufttemperaturer, samtidig som de opprettholder høy effektivitet under mildere forhold. Disse typer systemer har vanligvis høyere SEER- og HSPF-verdier, med noen systemer som når SEER-er opp til 42, og HSPF-er som nærmer seg 13.

Sertifisering, standarder og vurderingsskalaer

Canadian Standards Association (CSA) verifiserer for tiden alle varmepumper for elektrisk sikkerhet. En ytelsesstandard spesifiserer tester og testbetingelser der varmepumpens varme- og kjølekapasitet og effektivitet bestemmes. Ytelsestestingsstandardene for luftkildevarmepumper er CSA C656, som (fra 2014) har blitt harmonisert med ANSI/AHRI 210/240-2008, Performance Rating of Unitary Air-Conditioning & Air-Source Heat Pump Equipment. Den erstatter også CAN/CSA-C273.3-M91, ytelsesstandard for sentralklimaanlegg og varmepumper med delt system.

Størrelseshensyn

For riktig størrelse på varmepumpesystemet er det viktig å forstå oppvarmings- og kjølebehovet til hjemmet ditt. Det anbefales at en oppvarmings- og kjølespesialist ansettes for å utføre de nødvendige beregningene. Varme- og kjølebelastninger bør bestemmes ved å bruke en anerkjent dimensjoneringsmetode som CSA F280-12, "Determining the Required Capacity of Residential Space Heating and Cooling Appliances."

Dimensjoneringen av varmepumpesystemet bør gjøres i henhold til klima-, oppvarmings- og kjølebygningsbelastninger, og målene for installasjonen (f.eks. maksimere energibesparelser for oppvarming kontra å forskyve et eksisterende system i visse perioder av året). For å hjelpe med denne prosessen har NRCan utviklet en luftkilde varmepumpe dimensjonerings- og valgveiledning. Denne veiledningen, sammen med et tilhørende programvareverktøy, er beregnet på energirådgivere og mekaniske designere, og er fritt tilgjengelig for å gi veiledning om passende dimensjonering.

Hvis en varmepumpe er underdimensjonert, vil du merke at tilleggsvarmesystemet vil bli brukt oftere. Selv om et underdimensjonert system fortsatt vil fungere effektivt, kan det hende du ikke får de forventede energibesparelsene på grunn av høy bruk av et ekstra varmesystem.

På samme måte, hvis en varmepumpe er overdimensjonert, kan den ønskede energibesparelsen ikke realiseres på grunn av ineffektiv drift under mildere forhold. Mens tilleggsvarmesystemet fungerer sjeldnere, under varmere omgivelsesforhold, produserer varmepumpen for mye varme og enheten slås av og på, noe som fører til ubehag, slitasje på varmepumpen og strømforbruk i stand-by. Det er derfor viktig å ha en god forståelse av din varmebelastning og hva varmepumpens driftsegenskaper er for å oppnå optimal energibesparelse.

Andre utvalgskriterier

Bortsett fra dimensjonering, bør flere tilleggsytelsesfaktorer vurderes:

• HSPF: Velg en enhet med så høy HSPF som praktisk mulig. For enheter med sammenlignbare HSPF-klassifiseringer, sjekk deres steady-state-klassifiseringer ved –8,3 °C, lavtemperaturklassifiseringen. Enheten med den høyeste verdien vil være den mest effektive i de fleste regioner i Canada.
• Avriming: Velg en enhet med behovsavrimingskontroll. Dette minimerer avrimingssyklusene, noe som reduserer tilleggs- og varmepumpens energibruk.
• Lydvurdering: Lyd måles i enheter kalt desibel (dB). Jo lavere verdi, desto lavere lydeffekt avgis av utendørsenheten. Jo høyere desibelnivå, jo høyere støy. De fleste varmepumper har en lydstyrke på 76 dB eller lavere.

Installasjonshensyn

Luftvarmepumper bør installeres av en kvalifisert entreprenør. Rådfør deg med en lokal oppvarmings- og kjølespesialist for å dimensjonere, installere og vedlikeholde utstyret ditt for å sikre effektiv og pålitelig drift. Hvis du ønsker å implementere en varmepumpe for å erstatte eller supplere sentralovnen din, bør du være klar over at varmepumper generelt opererer med høyere luftstrøm enn ovnssystemer. Avhengig av størrelsen på din nye varmepumpe, kan det være nødvendig med noen modifikasjoner på kanalnettet for å unngå ekstra støy og vifteenergibruk. Entreprenøren din vil kunne gi deg veiledning i din spesifikke sak.

Kostnaden for å installere en luftkildevarmepumpe avhenger av typen system, designmålene dine og eventuelt eksisterende oppvarmingsutstyr og kanaler i hjemmet ditt. I noen tilfeller kan det være nødvendig med ytterligere modifikasjoner av kanalnettet eller elektriske tjenester for å støtte den nye varmepumpeinstallasjonen.

Driftshensyn

Du bør merke deg flere viktige ting når du bruker varmepumpen:

• Optimaliser varmepumpe og tilleggssystem settpunkter. Hvis du har et elektrisk tilleggssystem (f.eks. fotlister eller motstandselementer i kanalen), må du sørge for å bruke et lavere temperaturinnstillingspunkt for tilleggssystemet. Dette vil bidra til å maksimere mengden oppvarming varmepumpen gir til hjemmet ditt, og redusere energiforbruket og strømregningene. Et settpunkt på 2°C til 3°C under børverdien for varmepumpens varmetemperatur anbefales. Rådfør deg med installatøren om det optimale settpunktet for systemet ditt.
• Sett opp for en effektiv avriming. Du kan redusere energibruken ved å ha systemet satt opp til å slå av innendørsviften under avrimingssykluser. Dette kan utføres av installatøren. Det er imidlertid viktig å merke seg at avriming kan ta litt lengre tid med dette oppsettet.
• Minimer temperaturtilbakeslag. Varmepumper har en langsommere respons enn ovnssystemer, så de har vanskeligere å reagere på dype temperatursenking. Modererte tilbakeslag på ikke mer enn 2°C bør brukes, eller en "smart" termostat som slår på systemet tidlig, i påvente av gjenoppretting etter tilbakeslag, bør brukes. Igjen, ta kontakt med installatøren om den optimale tilbakeslagstemperaturen for systemet ditt.
• Optimaliser luftstrømretningen din. Hvis du har en veggmontert innendørsenhet, bør du vurdere å justere luftstrømretningen for å maksimere komforten. De fleste produsenter anbefaler å rette luftstrømmen nedover ved oppvarming, og mot beboerne når de er i kjøling.
• Optimaliser vifteinnstillingene. Pass også på å justere vifteinnstillingene for å maksimere komforten. For å maksimere varmen som leveres av varmepumpen, anbefales det å sette viftehastigheten til høy eller 'Auto'. Under avkjøling, for også å forbedre avfuktingen, anbefales "lav" viftehastighet.

Vedlikeholdshensyn

Riktig vedlikehold er avgjørende for å sikre at varmepumpen din fungerer effektivt, pålitelig og har lang levetid. Du bør få en kvalifisert entreprenør til å utføre årlig vedlikehold på enheten din for å sikre at alt er i god stand.

Bortsett fra årlig vedlikehold, er det noen få enkle ting du kan gjøre for å sikre pålitelig og effektiv drift. Sørg for å bytte eller rengjøre luftfilteret hver tredje måned, siden tilstoppede filtre vil redusere luftstrømmen og redusere effektiviteten til systemet. Pass også på at ventilasjonsåpninger og luftregistre i hjemmet ditt ikke er blokkert av møbler eller tepper, siden utilstrekkelig luftstrøm til eller fra enheten kan forkorte utstyrets levetid og redusere effektiviteten til systemet.

Driftskostnader

Energibesparelsene ved å installere en varmepumpe kan bidra til å redusere dine månedlige strømregninger. Å oppnå en reduksjon i energiregningen avhenger i stor grad av prisen på elektrisitet i forhold til andre drivstoff som naturgass eller fyringsolje, og, ved ettermontering, hvilken type system som erstattes.

Varmepumper har generelt en høyere pris sammenlignet med andre systemer som ovner eller elektriske gulvlister på grunn av antallet komponenter i systemet. I noen regioner og tilfeller kan denne ekstra kostnaden hentes inn i løpet av en relativt kort tidsperiode gjennom kostnadsbesparelser. I andre regioner kan imidlertid varierende brukspriser forlenge denne perioden. Det er viktig å samarbeide med din entreprenør eller energirådgiver for å få et overslag over økonomien til varmepumper i ditt område, og de potensielle besparelsene du kan oppnå.

Forventet levetid og garantier

Luftvarmepumper har en levetid på mellom 15 og 20 år. Kompressoren er den kritiske komponenten i systemet.

De fleste varmepumper dekkes av ett års garanti på deler og arbeid, og ytterligere fem til ti års garanti på kompressoren (kun for deler). Garantiene varierer imidlertid mellom produsenter, så sjekk det som står med liten skrift.

Bemerke:

Noen av artiklene er hentet fra Internett. Hvis det er noen krenkelse, vennligst kontakt oss for å slette den. Hvis du er interessert i varmepumpeprodukter, ta gjerne kontakt med OSB varmepumpefirma, vi er ditt beste valg.