מהי מערכת משאבות חום? מה צריך לדעת

אם אתה לא מכיר משאבות חום, אין זמן כמו ההווה לשנות את זה. בשנת 2023, תמריצים פדרליים מתחילים כדי להפוך את הרכישה וההתקנה של אחד לקלים יותר בתקציב. ובשנת 2030, קליפורניה תתחיל בהדרגה תנורי גז.

מכיוון שמשאבות חום משתמשות ב-50 אחוז פחות אנרגיה מאשר תנורי התנגדות חשמליים לפי הסוכנות להגנת הסביבה (EPA), הם מוכנים להפוך לאפשרות החימום החסכונית ביותר עבור תושבי קליפורניה, כמו גם עבור אנשים בכל מדינות אחרות שעוקבות אחר ההובלה של קליפורניה.

אז מהו המכשיר הביתי הזה ש"שואב חום?" הרעיון אינו אקזוטי. סובב את מזגן החלון שלך והוא יכול לתפקד כמשאבת חום בסיסית. אבל כפי שניתן לצפות, משאבות חום בפועל מתוחכמות יותר מזה.

מהי מערכת משאבות חום?

משאבת חום היא מכשיר חשמלי המעביר חום מבחוץ לבית, ולהיפך.

לרוב משאבות החום יש שסתומי היפוך המאפשרים להן לתפקד גם כמזגנים. חלקי העבודה העיקריים הם מדחס, אשר מזרים נוזל קירור דרך מערכת של סלילי נחושת, ומאוורר להזרמת אוויר לחלל המגורים.

מערכות משאבות חום מורכבות בדרך כלל משתי יחידות, אחת בחוץ ואחת פנימית, המחוברות באמצעות צינורות נחושת העוברים דרך קיר הבניין. המדחס נמצא בדרך כלל בחוץ.

כיצד פועלת משאבת חום?

מערכת הקירור מורכבת משני סלילים (מעבה ומאייד) המופרדים על ידי שסתום התפשטות שדרכו מסתובב ברציפות נוזל קירור. בסליל המעבה, המדחס מלחיץ את נוזל הקירור כדי לעבות אותו לנוזל. מכיוון שתהליך זה משחרר חום, סליל הקבל תמיד חם.

הנוזל בלחץ לוחץ על שסתום התפשטות בקצה הסליל. כאשר הלחץ גדול מספיק, השסתום נפתח ומתיז את הקירור לתוך סלילי המאייד, שם הפחתת הלחץ הפתאומית הופכת את הקירור לאדים.

אידוי שואב אנרגיה מהמדיום שמסביב (אוויר, אדמה או מים). זה עובר בחזרה לתוך סליל המעבה כדי להשתחרר כחום כאשר נוזל הקירור חוזר בלחץ.

סוגי מערכות משאבות חום

אפשר לסווג משאבות חום לפי המדיום שבו הם מחליפים חום.

א מקור אוויר המשאבה מקבלת חום מהאוויר שמסביב. א מקור קרקע משאבה (או גיאותרמית) מקבלת אותו מהקרקע, ו- א מקור מים לשאוב מגוף מים קרוב. משאבות חום ממקורות קרקע ומים מנצלות את תנאי הטמפרטורה היציבים מתחת לאדמה או בגוף מים. הם עובדים טוב יותר באקלים קר מאשר דגמי מקור אוויר.

דרך נוספת לסווג משאבות חום היא לפי גודל. יחידות בית שלם עם מדחסים חזקים יכולים לתפוס את מקומם של תנור ומזגן במערכת חימום/קירור מרכזית. סליל המעבה מותקן במטפל אוויר המכיל גם מפוח.

משאבות חום קטנות יותר, הידועות בשם מיני פיצולים ללא צינור, יש יחידה פנימית אחת או יותר צמודת קיר, כל אחת עם מאוורר משלה. מיני פיצולים מייצרים מספיק חום לחדר בודד. ישנן גם מערכות מיני מפוצלות עם מדחס בודד שמזין עד שמונה או תשע יחידות צמודות על הקיר.

איפה משאבות חום הנפוצות ביותר?

תמצאו אותם בעיקר באזורים עם טמפרטורות חורף מתונות.

על פי נתוני ה האיגוד הלאומי של בוני בתים, ל-75% עד 77% מהבתים במדינות מזרח דרום מרכז ודרום האוקיינוס ​​האטלנטי יש אותם, בעוד ש-20% מהבתים במדינות מערב דרום מרכז המערב. הם אינם נפוצים כל כך במדינות הצפוניות מכיוון שטמפרטורות האוויר קרות מדי, ודגמי קרקע או מים יקרים להתקנה.

עם זאת, המצב אינו סטטי. היצרנים פועלים לפיתוח דגמים יעילים יותר הפועלים באקלים קר. בנוסף, יחידות יכולות להיות מצוידות בתנורי עזר התנגדות כדי לספק חום משלים בימים קרים.

קניית משאבת חום

המאפיינים החשובים ביותר שיש לקחת בחשבון הם תפוקת החום, הנמדדת ביחידות תרמיות בריטיות (Btus), ודירוג יעילות האנרגיה העונתית (SEER). תפוקת חום נמדדת לעתים קרובות גם בטונות, כאשר טון אחד = 12,000 Btus.

ישנם שני כללי אצבע לגודל משאבת חום. האחת היא לספק 30 Btus של חום לכל רגל מרובע של שטח רצפה. השני הוא לחלק את שטח הרצפה הכולל ב-500 כדי לקבוע את מספר הטונות שאתה צריך. חשוב שקבלן HVAC יבצע בדיקות לגודל מדויק של יחידה עבור בית מסוים, כך שהיא תפיק את הכמות הנכונה של חום.

מספרי SEER מתחילים ב-13 (יעילות נמוכה) ומטפסים ל-21 או 22 (יעילות גבוהה). יחידה עם מספר SEER גבוה צורכת פחות חשמל, אבל יש לה יותר חלקים נעים ומחירה גבוה יותר לקניה ולתחזוקה.

בפועל, מערכת עם 16 SEER צריכה להתאים באקלים מתון. כדי למקסם את הביצועים באקלים קר יותר או למזער את צריכת החשמל, לכו על SEER גבוה יותר. אתה יכול לחשב את האנרגיה שיחידה מסוימת משתמשת ואת העלות החודשית שלה על ידי חלוקת תפוקת החום ב-Btus ב-SEER. תקבל את התוצאה בוואט לשעה. ואז תכפיל את זה בתעריף החשמל המקומי.

התקנת משאבת חום

כמה יחידות מיני מפוצלות, כמו מר מגניב DIY, ניתן להתקין על ידי בעלי בתים. אם אתה לא מרגיש בנוח עם זה, שכור טכנאי HVAC מורשה.

היחידה החיצונית מותקנת על רפידת בטון או כותרות תחתונות כדי לשמור עליה גבוהה ויבשה. יחידה פנימית אחת או יותר מותקנות על קירות או בתוך מטפל אוויר המחובר לתעלות הבניין. לאחר מכן, שתי היחידות מחוברות באמצעות צינורות קירור וחוטי חשמל העוברים דרך הקיר.

מכיוון שרוב משאבות החום מתפקדות גם כמזגנים, מצורף צינור ניקוז לקונדנסט שמטפטף מהסליל הפנימי כשהוא קר.

תחזוקת משאבת חום

הן היחידות הפנימיות והן החיצוניות זקוקות לתחזוקה שוטפת, כולל החלפת מסנני אוויר וניקוי אבק מהסלילים. יש לשמור על היחידה החיצונית נקייה משלג, עלים ופסולת אחרת כדי שהאוויר יוכל לזרום.

ייתכן שיהיה עליך להפשיר מדי פעם את הקרח של סליל המאייד ביחידה החיצונית בחורף וביחידה הפנימית בקיץ. פשוט כבה את החשמל ותן לקרח להמיס, במקום לנסות לגרד אותו ואולי לגרום נזק לסליל.

כריס דזיאל פעיל במקצועות הבניין כבר יותר מ-30 שנה. הוא עזר לבנות עיר קטנה במדבר אורגון מהיסוד ועזר להקים שתי חברות גינון. הוא עבד כנגר, שרברב ומשפץ רהיטים. דזיאל כותב מאמרי עשה זאת בעצמך משנת 2010 ועבד כיועץ מקוון, לאחרונה עם שירות הפנייה מקצועית של Home Depot. עבודתו פורסמה ב-Landlordology, Apartments.com ו-Hunker. דזיאל פרסם גם תכנים מדעיים והוא מוזיקאי נלהב.