Principi de funcionament de les bombes de calor en climes freds
La bomba de calor de font d'aire és el tipus més comú de tecnologia de bomba de calor.Aquests sistemes utilitzen l'aire ambiental de l'exterior de l'edifici com a font de calor o radiador.
La bomba de calor funciona en mode de refrigeració mitjançant el mateix procés que l'aire condicionat.Però en mode de calefacció, el sistema utilitza aire extern per escalfar el refrigerant.La bomba de calor comprimeix el refrigerant per produir gas més calent.L'energia tèrmica es mou dins de l'edifici i s'allibera a través d'unitats interiors (o mitjançant sistemes de canonades, depenent de l'estructura del sistema).
Una bomba de calor en un clima fred us mantindrà calent durant tot l'hivern.
Quan el refrigerant és significativament inferior a la temperatura exterior, la bomba de calor proporciona una calefacció fiable.En temps suau, les bombes de calor en climes freds poden funcionar amb una eficiència de fins al 400%, és a dir, generen quatre vegades l'energia consumida.
Per descomptat, com més fred és el clima, més difícil és que la bomba de calor funcioni per proporcionar calor.Per sota d'un determinat llindar de temperatura, l'eficiència del sistema disminuirà.Però això no vol dir que les bombes de calor no siguin adequades per a temperatures per sota del punt de congelació.
Les bombes de calor de clima fred (també conegudes com a bombes de calor de baixa temperatura ambient) tenen característiques innovadores que els permeten funcionar de manera eficient a temperatures inferiors a -30 graus.Aquestes funcions inclouen:
Refrigerant per clima fred
Totes les bombes de calor de font d'aire contenen refrigerant, un compost molt més fred que l'aire exterior.Les bombes de calor en climes freds solen utilitzar refrigerants amb punts d'ebullició més baixos que els refrigerants de bombes de calor tradicionals.Aquests refrigerants poden continuar fluint pel sistema a temperatures ambient baixes i absorbir més calor de l'aire fred.
Disseny del compressor
En l'última dècada, els fabricants han fet millores als compressors per reduir l'energia necessària per al funcionament i millorar la durabilitat.Les bombes de calor en climes freds solen utilitzar compressors variables que poden ajustar la seva velocitat en temps real.Els compressors tradicionals de velocitat constant estan "encès" o "apagats", cosa que no sempre és eficaç.
Els compressors variables poden funcionar a un percentatge baix de la seva velocitat màxima en temps suau i després canviar a velocitats més altes a temperatures extremes.Aquests inversors no utilitzen ni tots ni cap mètode, sinó que extreuen una quantitat adequada d'energia per mantenir l'espai interior a una temperatura còmoda.
Altres optimitzacions d'enginyeria
Tot i que totes les bombes de calor utilitzen el mateix procés bàsic per transferir energia, diverses millores d'enginyeria poden millorar l'eficiència d'aquest procés.Les bombes de calor de clima fred poden utilitzar un flux d'aire ambient reduït, augmentar la capacitat del compressor i millorar la configuració dels cicles de compressió.Quan la mida del sistema és adequada per a l'aplicació, aquest tipus de millores poden reduir molt els costos energètics, fins i tot en el fred hivern del nord-est, on les bombes de calor gairebé sempre estan en funcionament.
Comparació entre bombes de calor i sistemes de calefacció tradicionals en climes freds
L'eficiència de la calefacció de la bomba de calor es mesura pel factor de rendiment de la temporada de calefacció (HSPF), que divideix la producció total de calefacció durant la temporada de calefacció (mesurada en unitats tèrmiques britàniques o BTU) pel consum total d'energia durant aquest període de temps (mesurat en quilowatts). hores).Com més alt sigui l'HSPF, millor serà l'eficiència.
Les bombes de calor en climes freds poden proporcionar un HSPF de 10 o més, és a dir, transmeten molta més energia de la que consumeixen.Durant els mesos d'estiu, la bomba de calor passa al mode de refrigeració i funciona de manera eficient (o més eficient) com la nova unitat d'aire condicionat.
Les bombes de calor HSPF altes poden fer front al clima fred.Les bombes de calor en climes freds encara poden proporcionar calor fiable a temperatures inferiors a -20 ° F, i molts models són 100% eficients a temperatures per sota del punt de congelació.A causa del fet que les bombes de calor consumeixen menys electricitat en temps suaus, els seus costos de funcionament són molt més baixos en comparació amb els sistemes tradicionals com els forns de combustió i les calderes.Per als propietaris d'edificis, això suposa un estalvi important al llarg del temps.
Això es deu al fet que els sistemes d'aire forçat com els forns de gas natural han de generar calor, en lloc de transferir-la d'un lloc a un altre.Un forn nou d'alta eficiència pot aconseguir una taxa d'utilització de combustible del 98%, però fins i tot els sistemes de bomba de calor ineficients poden aconseguir una eficiència del 225% o més.
Hora de publicació: 17-abril-2023