Ce este un sistem de pompă de căldură? Ce trebuie să știți

Dacă nu sunteți familiarizat cu pompe de căldură, nu există timp ca prezentul pentru a schimba asta. În 2023, intră în vigoare stimulentele federale pentru a face achiziționarea și instalarea unuia mai ușoară la buget. Și în 2030, California va începe să se elimine treptat cuptoare cu gaz.

Deoarece pompele de căldură folosesc cu 50% mai puțină energie decât cuptoarele cu rezistență electrică conform Agenția pentru Protecția Mediului (EPA), sunt gata să devină cea mai economică opțiune de încălzire pentru californieni, precum și pentru oamenii din orice alte state care urmează exemplul Californiei.

Deci, ce este acest aparat electrocasnic care „pompează căldura?” Ideea nu este exotică. Întoarceți-vă aparatul de aer condiționat de la geam și acesta ar putea funcționa ca o pompă de căldură rudimentară. Dar, așa cum vă puteți aștepta, pompele de căldură reale sunt mai sofisticate decât atât.

Ce este un sistem de pompă de căldură?

O pompă de căldură este un aparat electric care transferă căldura de la exterior la interior și invers.

Majoritatea pompelor de căldură au supape de inversare care le permit să funcționeze și ca aparate de aer condiționat. Principalele părți de lucru sunt un compresor, care circulă un agent frigorific printr-un sistem de bobine de cupru și un ventilator pentru a circula aerul în spațiul de locuit.

Sistemele cu pompe de căldură constau în mod obișnuit din două unități, una în aer liber și una în interior, conectate prin tuburi de cupru care trece prin peretele clădirii. Compresorul este de obicei afară.

Cum funcționează o pompă de căldură?

Sistemul de refrigerare este format din două serpentine (condensator și evaporator) separate printr-o supapă de expansiune prin care circulă continuu un agent frigorific. În serpentina condensatorului, compresorul presurizează agentul frigorific pentru a-l condensa într-un lichid. Deoarece acest proces eliberează căldură, serpentina condensatorului este întotdeauna fierbinte.

Lichidul sub presiune apasă pe o supapă de expansiune la capătul bobinei. Când presiunea este suficient de mare, supapa se deschide și pulverizează agentul frigorific în serpentinele evaporatorului, unde reducerea bruscă a presiunii transformă agentul frigorific într-un vapori.

Vaporizarea atrage energie din mediul înconjurător (aer, sol sau apă). Acesta trece înapoi în serpentina condensatorului pentru a fi eliberat sub formă de căldură atunci când agentul frigorific se represurizează.

Tipuri de sisteme de pompe de căldură

Este posibil să clasificați pompe de căldură în funcţie de mediul în care fac schimb de căldură.

Un sursă de aer pompa primește căldură din aerul din jur. A sursă terestră pompa (sau geotermală) îl ia de la sol și a sursa de apa pompa dintr-un corp de apă din apropiere. Pompele de căldură de la sol și de la sursă de apă profită de condițiile stabile de temperatură în subteran sau într-un corp de apă. Ele funcționează mai bine în climatele reci decât modelele cu sursă de aer.

O altă modalitate de a clasifica pompele de căldură este după dimensiune. Unitati intreaga casa cu compresoare puternice pot lua locul unui cuptor și un aparat de aer condiționat într-un sistem central de încălzire/răcire. Bobina condensatorului este montată într-un dispozitiv de tratare a aerului care găzduiește și o suflantă.

Pompe de căldură mai mici, cunoscute ca mini-splituri fără conducte, au una sau mai multe unități interioare montate pe perete, fiecare cu propriul ventilator. Mini-split-urile produc suficientă căldură pentru o singură cameră. Există, de asemenea, sisteme mini-split cu un singur compresor care alimentează până la opt sau nouă unități montate pe perete.

Unde sunt cele mai comune pompe de căldură?

Le veți găsi mai ales în regiunile cu temperaturi moderate de iarnă.

Potrivit datelor de la Asociația Națională a Constructorilor de Case, 75% până la 77% din locuințele din statele Est-Sud Central și South Atlantic le au, în timp ce 20% dintre casele din statele West South Central le au. Ele nu sunt la fel de comune în statele nordice, deoarece temperaturile aerului sunt prea scăzute, iar modelele cu sursă de apă sau sol sunt costisitoare de instalat.

Cu toate acestea, situația nu este statică. Producătorii lucrează pentru a dezvolta modele mai eficiente, care funcționează în climă rece. În plus, unitățile pot fi echipate cu încălzitoare rezistive auxiliare pentru a oferi căldură suplimentară în zilele reci.

Cumpărarea unei pompe de căldură

Cele mai importante caracteristici care trebuie luate în considerare sunt puterea termică, măsurată în unități termice britanice (Btus) și evaluarea eficienței energetice sezoniere (SEER). Debitul de căldură este adesea măsurat în tone, unde o tonă = 12.000 Btu.

Există două reguli generale pentru dimensionarea unei pompe de căldură. Una este să furnizeze 30 Btus de căldură pe metru pătrat de suprafață. Celălalt este să împărțiți suprafața totală a podelei la 500 pentru a determina numărul de tone de care aveți nevoie. Este important ca un antreprenor HVAC să efectueze teste pentru a dimensiona cu precizie o unitate pentru o anumită casă, astfel încât să producă cantitatea potrivită de căldură.

Numerele SEER încep de la 13 (eficiență scăzută) și urcă la 21 sau 22 (eficiență ridicată). O unitate cu un număr SEER mare utilizează mai puțină energie electrică, dar are mai multe piese mobile și costă mai mult de cumpărat și întreținut.

În practică, un sistem cu 16 SEER ar trebui să fie adecvat în climatele moderate. Pentru a maximiza performanța într-un climat mai rece sau pentru a minimiza consumul de energie, alegeți un SEER mai mare. Puteți calcula energia pe care o utilizează o anumită unitate și costul său lunar împărțind puterea termică în Btus la SEER. Veți obține rezultatul în wați pe oră. Apoi înmulțiți asta cu tariful local de energie electrică.

Instalarea unei pompe de căldură

Unele unități mini-split, cum ar fi Domnule Cool DIY, poate fi instalat de către proprietari. Dacă nu sunteți confortabil cu asta, angajați un tehnician HVAC autorizat.

Unitatea exterioară se montează pe un suport de beton sau subsol pentru a o menține sus și uscată. Una sau mai multe unități interioare sunt instalate pe pereți sau în interiorul unui dispozitiv de tratare a aerului conectat la conductele clădirii. Cele două unități sunt apoi conectate prin tuburi de refrigerare și fire electrice care trec prin perete.

Deoarece majoritatea pompelor de căldură funcționează și ca aparate de aer condiționat, este inclus un tub de drenaj pentru condensul care se scurge din serpentina interioară atunci când este rece.

Întreținerea pompei de căldură

Atât unitățile interioare, cât și cele exterioare au nevoie de întreținere de rutină, inclusiv schimbarea filtrelor de aer și curățarea prafului de pe bobine. Unitatea exterioară trebuie păstrată fără zăpadă, frunze și alte resturi, astfel încât aerul să poată circula.

Poate fi necesar să dezghețați ocazional serpentina evaporatorului din unitatea exterioară iarna și vara din unitatea interioară. Doar opriți alimentarea și lăsați gheața să se topească, în loc să încercați să o răzuiți și, eventual, să deteriorați bobina.

Chris Deziel este activ în domeniul construcțiilor de mai bine de 30 de ani. El a ajutat la construirea unui mic oraș în deșertul Oregon de la zero și a ajutat la înființarea a două companii de amenajare a teritoriului. A lucrat ca tâmplar, instalator și reparator de mobilă. Deziel scrie articole de bricolaj din 2010 și a lucrat ca consultant online, cel mai recent cu serviciul Pro Referral de la Home Depot. Lucrarea sa a fost publicată pe Landlordology, Apartments.com și Hunker. Deziel a publicat, de asemenea, conținut științific și este un muzician pasionat.