Het werkingsprincipe van warmtepompen in koude klimaten
Lucht-warmtepomp is het meest voorkomende type warmtepomptechnologie.Deze systemen gebruiken omgevingslucht van buiten het gebouw als warmtebron of radiator.
De warmtepomp werkt in koelmodus volgens hetzelfde proces als airconditioning.Maar in de verwarmingsmodus gebruikt het systeem buitenlucht om het koelmiddel te verwarmen.De warmtepomp comprimeert het koelmiddel om heter gas te produceren.Thermische energie beweegt zich binnen het gebouw en wordt afgegeven via binnenunits (of via leidingsystemen, afhankelijk van de structuur van het systeem).
Een warmtepomp in een koud klimaat houdt je de hele winter warm.
Wanneer het koelmiddel aanzienlijk lager is dan de buitentemperatuur, zorgt de warmtepomp voor betrouwbare verwarming.Bij zacht weer kunnen warmtepompen in koude klimaten werken met een efficiëntie tot 400% – met andere woorden, ze wekken vier keer zoveel energie op.
Natuurlijk, hoe kouder het weer, hoe moeilijker het is voor de warmtepomp om warmte te leveren.Onder een bepaalde temperatuurdrempel zal het rendement van het systeem afnemen.Maar dit betekent niet dat warmtepompen niet geschikt zijn voor temperaturen onder het vriespunt.
Warmtepompen voor koud weer (ook bekend als warmtepompen met lage omgevingstemperatuur) hebben innovatieve kenmerken waardoor ze efficiënt kunnen werken bij temperaturen onder - 30 graden.Deze functies omvatten:
Koelmiddel voor koud weer
Alle lucht-warmtepompen bevatten koelmiddel, een verbinding die veel kouder is dan buitenlucht.Warmtepompen in koude klimaten gebruiken doorgaans koelmiddelen met kookpunten die lager zijn dan traditionele koelmiddelen voor warmtepompen.Deze koudemiddelen kunnen bij lage omgevingstemperaturen door het systeem blijven stromen en meer warmte uit de koude lucht opnemen.
Compressor ontwerp
In het afgelopen decennium hebben fabrikanten verbeteringen aangebracht aan compressoren om de energie die nodig is voor de werking te verminderen en de duurzaamheid te verbeteren.Warmtepompen in koude klimaten gebruiken doorgaans variabele compressoren die hun snelheid in realtime kunnen aanpassen.Traditionele compressoren met constant toerental zijn "aan" of "uit", wat niet altijd effectief is.
Variabele compressoren kunnen bij zacht weer op een laag percentage van hun maximale snelheid werken en bij extreme temperaturen overschakelen naar hogere snelheden.Deze omvormers gebruiken niet alle of geen methoden, maar onttrekken in plaats daarvan een geschikte hoeveelheid energie om de binnenruimte op een comfortabele temperatuur te houden.
Andere technische optimalisaties
Hoewel alle warmtepompen hetzelfde basisproces gebruiken om energie over te dragen, kunnen verschillende technische verbeteringen de efficiëntie van dit proces verbeteren.Warmtepompen voor koude klimaten kunnen gebruikmaken van een verminderde omgevingsluchtstroom, een grotere compressorcapaciteit en een verbeterde configuratie van compressiecycli.Wanneer de grootte van het systeem geschikt is voor toepassing, kunnen dit soort verbeteringen de energiekosten aanzienlijk verlagen, zelfs in de koude winter van het noordoosten, waar warmtepompen bijna altijd draaien.
Vergelijking tussen warmtepompen en traditionele verwarmingssystemen in koude klimaten
De efficiëntie van warmtepompverwarming wordt gemeten door de verwarmingsseizoenprestatiefactor (HSPF), die het totale verwarmingsvermogen tijdens het verwarmingsseizoen (gemeten in Britse thermische eenheden of BTU's) deelt door het totale energieverbruik gedurende die periode (gemeten in kilowatt uur).Hoe hoger de HSPF, hoe beter de efficiëntie.
Warmtepompen in koude klimaten kunnen een HSPF van 10 of hoger leveren, met andere woorden, ze transporteren veel meer energie dan ze verbruiken.Tijdens de zomermaanden schakelt de warmtepomp over op koelbedrijf en werkt net zo efficiënt (of efficiënter) als de nieuwe airconditioning.
Hoge HSPF-warmtepompen zijn bestand tegen koud weer.Warmtepompen in koude klimaten kunnen nog steeds betrouwbare warmte leveren bij temperaturen onder -20 ° F, en veel modellen zijn 100% efficiënt bij temperaturen onder het vriespunt.Omdat warmtepompen bij zacht weer minder elektriciteit verbruiken, zijn hun bedrijfskosten veel lager in vergelijking met traditionele systemen zoals verbrandingsovens en ketels.Voor eigenaren van gebouwen betekent dit op termijn aanzienlijke besparingen.
Dit komt omdat geforceerde luchtsystemen zoals aardgasovens warmte moeten opwekken in plaats van deze van de ene plaats naar de andere over te brengen.Een gloednieuwe hoogrenderende oven kan een brandstofverbruik van 98% halen, maar zelfs inefficiënte warmtepompsystemen kunnen een efficiëntie van 225% of hoger behalen.
Posttijd: 17 april 2023