ระบบปั๊มความร้อนคืออะไร? สิ่งที่ต้องรู้

หากคุณไม่คุ้นเคยกับ ปั๊มความร้อนไม่มีเวลาเหมือนปัจจุบันที่จะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น ในปี 2566 มาตรการจูงใจของรัฐบาลกลางเริ่มดำเนินการเพื่อให้การจัดซื้อและติดตั้งง่ายขึ้นตามงบประมาณ และในปี 2030 แคลิฟอร์เนียจะเริ่มยุติการให้บริการ เตาแก๊ส.

เนื่องจากปั๊มความร้อนใช้พลังงานน้อยกว่าเตาต้านทานไฟฟ้าถึง 50 เปอร์เซ็นต์ตาม สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) พวกเขาพร้อมที่จะเป็นทางเลือกในการทำความร้อนที่ประหยัดที่สุดสำหรับชาวแคลิฟอร์เนีย เช่นเดียวกับผู้คนในรัฐอื่นๆ ที่ดำเนินตามแนวทางของรัฐแคลิฟอร์เนีย

แล้วเครื่องใช้ในบ้านนี้ที่ "ปั๊มความร้อน" คืออะไร? แนวคิดนี้ไม่แปลกใหม่ หมุนเครื่องปรับอากาศที่หน้าต่างของคุณไปรอบๆ และมันสามารถทำหน้าที่เป็นปั๊มความร้อนพื้นฐานได้ แต่อย่างที่คุณคาดไว้ ปั๊มความร้อนที่แท้จริงนั้นซับซ้อนกว่านั้น

ระบบปั๊มความร้อนคืออะไร?

ปั๊มความร้อนเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ถ่ายเทความร้อนจากภายนอกสู่ภายในอาคาร และในทางกลับกัน

ปั๊มความร้อนส่วนใหญ่มีวาล์วกันกลับที่ช่วยให้ทำหน้าที่เป็นเครื่องปรับอากาศได้ ส่วนการทำงานหลักคือคอมเพรสเซอร์ซึ่งหมุนเวียนสารทำความเย็นผ่านระบบขดลวดทองแดง และพัดลมเพื่อหมุนเวียนอากาศเข้าสู่พื้นที่ใช้สอย

ระบบปั๊มความร้อนโดยทั่วไปประกอบด้วยสองส่วน หนึ่งส่วนกลางแจ้งและอีกส่วนในอาคาร เชื่อมต่อกันด้วยท่อทองแดงที่ผ่านผนังของอาคาร คอมเพรสเซอร์มักจะอยู่ข้างนอก

ปั๊มความร้อนทำงานอย่างไร?

ระบบทำความเย็นประกอบด้วยคอยล์สองตัว (คอนเดนเซอร์และคอยล์เย็น) คั่นด้วยวาล์วขยายตัวซึ่งสารทำความเย็นจะไหลเวียนอย่างต่อเนื่อง ในคอยล์คอนเดนเซอร์ คอมเพรสเซอร์จะกดดันสารทำความเย็นให้ควบแน่นเป็นของเหลว เนื่องจากกระบวนการนี้ปล่อยความร้อนออกมา คอยล์คอนเดนเซอร์จึงร้อนอยู่เสมอ

ของเหลวที่มีแรงดันจะกดกับวาล์วขยายตัวที่ส่วนท้ายของคอยล์ เมื่อความดันมากพอ วาล์วจะเปิดและพ่นสารทำความเย็นเข้าไปในคอยล์เย็น ซึ่งการลดความดันอย่างกะทันหันจะเปลี่ยนสารทำความเย็นให้กลายเป็นไอ

การกลายเป็นไอจะดึงพลังงานจากตัวกลางที่อยู่รอบๆ (อากาศ ดิน หรือน้ำ) สิ่งนี้จะผ่านกลับเข้าไปในคอยล์คอนเดนเซอร์เพื่อปล่อยเป็นความร้อนเมื่อสารทำความเย็นเพิ่มแรงดันใหม่

ประเภทของระบบปั๊มความร้อน

สามารถจัดหมวดหมู่ได้ ปั๊มความร้อน ตามตัวกลางที่พวกเขาแลกเปลี่ยนความร้อน

หนึ่ง แหล่งอากาศ ปั๊มได้รับความร้อนจากอากาศโดยรอบ ก แหล่งพื้นดิน (หรือความร้อนใต้พิภพ) ปั๊มขึ้นมาจากพื้นดิน และก แหล่งน้ำ สูบน้ำจากแหล่งน้ำใกล้เคียง ปั๊มความร้อนจากพื้นดินและแหล่งน้ำใช้ประโยชน์จากสภาวะอุณหภูมิคงที่ใต้ดินหรือในแหล่งน้ำ ทำงานได้ดีในสภาพอากาศหนาวเย็นกว่ารุ่นที่ใช้แหล่งอากาศ

อีกวิธีในการจัดหมวดหมู่ปั๊มความร้อนคือตามขนาด หน่วยบ้านทั้งหลัง ด้วยคอมเพรสเซอร์ที่ทรงพลังสามารถแทนที่เตาเผาและเครื่องปรับอากาศในระบบทำความร้อน/ทำความเย็นส่วนกลาง คอยล์คอนเดนเซอร์ติดตั้งอยู่ในตัวจัดการอากาศซึ่งมีตัวเป่าลมอยู่ด้วย

ปั๊มความร้อนขนาดเล็กที่เรียกว่า มินิสปลิทไร้ท่อ, มียูนิตในร่มแบบติดผนังหนึ่งตัวหรือมากกว่า โดยแต่ละตัวมีพัดลมของตัวเอง เครื่องแยกขนาดเล็กให้ความร้อนเพียงพอสำหรับห้องเดี่ยว นอกจากนี้ยังมีระบบแยกส่วนขนาดเล็กที่มีคอมเพรสเซอร์ตัวเดียวที่ป้อนยูนิตติดผนังได้สูงสุดแปดหรือเก้ายูนิต

ปั๊มความร้อนอยู่ที่ไหนมากที่สุด?

ส่วนใหญ่จะพบได้ในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิฤดูหนาวปานกลาง

จากข้อมูลของ สมาคมรับสร้างบ้านแห่งชาติ75% ถึง 77% ของบ้านในรัฐ East South Central และ South Atlantic มีบ้านเหล่านี้ในขณะที่ 20% ของบ้านในรัฐ West South Central มี สิ่งเหล่านี้ไม่เหมือนกันในรัฐทางตอนเหนือเนื่องจากอุณหภูมิของอากาศเย็นเกินไป และแบบจำลองภาคพื้นดินหรือแหล่งน้ำมีราคาแพงในการติดตั้ง

อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ไม่คงที่ ผู้ผลิตกำลังทำงานเพื่อพัฒนาโมเดลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งใช้งานได้ในสภาพอากาศหนาวเย็น นอกจากนี้ หน่วยยังสามารถติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบต้านทานเสริมเพื่อให้ความอบอุ่นเพิ่มเติมในวันที่อากาศเย็น

ซื้อปั๊มความร้อน

คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาคือความร้อนออก ซึ่งวัดเป็นหน่วยความร้อนบริติช (Btus) และคะแนนประสิทธิภาพพลังงานตามฤดูกาล (SEER) ผลผลิตความร้อนมักจะวัดเป็นตัน โดยที่หนึ่งตัน = 12,000 Btus

มีกฎง่ายๆ สองข้อในการปรับขนาดปั๊มความร้อน หนึ่งคือให้ความร้อน 30 Btus ต่อพื้นที่หนึ่งตารางฟุต อีกวิธีหนึ่งคือหารพื้นที่ทั้งหมดด้วย 500 เพื่อกำหนดจำนวนตันที่คุณต้องการ สิ่งสำคัญสำหรับผู้รับเหมา HVAC ต้องทำการทดสอบเพื่อวัดขนาดยูนิตสำหรับบ้านแต่ละหลังอย่างแม่นยำ เพื่อให้ผลิตความร้อนในปริมาณที่เหมาะสม

หมายเลข SEER เริ่มต้นที่ 13 (ประสิทธิภาพต่ำ) และไต่ระดับเป็น 21 หรือ 22 (ประสิทธิภาพสูง) หน่วยที่มีหมายเลข SEER สูงใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลง แต่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวมากขึ้นและมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นในการซื้อและบำรุงรักษา

ในทางปฏิบัติ ระบบที่มี 16 SEER ควรเพียงพอในสภาพอากาศปานกลาง หากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในสภาพอากาศที่เย็นกว่าหรือลดการใช้พลังงาน ให้เลือกใช้ SEER ที่สูงขึ้น คุณสามารถคำนวณพลังงานที่หน่วยใดหน่วยหนึ่งใช้และค่าใช้จ่ายรายเดือนได้โดยการหารปริมาณความร้อนที่ส่งออกเป็น Btus ด้วย SEER คุณจะได้ผลลัพธ์เป็นวัตต์ต่อชั่วโมง แล้วคูณด้วยอัตราไฟฟ้าท้องถิ่น

การติดตั้งปั๊มความร้อน

มินิสปลิตยูนิตบางตัว เช่น มิสเตอร์คูล DIYเจ้าของบ้านสามารถติดตั้งได้ หากคุณไม่สะดวกใจ ให้จ้างช่างเทคนิค HVAC ที่มีใบอนุญาต

หน่วยกลางแจ้งติดตั้งบนแผ่นคอนกรีตหรือส่วนท้ายเพื่อให้สูงและแห้ง ติดตั้งคอยล์เย็นอย่างน้อยหนึ่งตัวบนผนังหรือภายในเครื่องจัดการอากาศที่เชื่อมต่อกับท่อของอาคาร จากนั้นทั้งสองเครื่องจะเชื่อมต่อกันด้วยท่อทำความเย็นและสายไฟฟ้าที่ผ่านผนัง

เนื่องจากปั๊มความร้อนส่วนใหญ่ยังทำหน้าที่เป็นเครื่องปรับอากาศ จึงมีท่อระบายน้ำสำหรับคอนเดนเสทที่หยดจากคอยล์เย็นในอาคารเมื่ออากาศเย็น

การบำรุงรักษาปั๊มความร้อน

ทั้งหน่วยในร่มและกลางแจ้งต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ รวมถึงการเปลี่ยนไส้กรองอากาศและทำความสะอาดฝุ่นออกจากคอยล์ หน่วยกลางแจ้งต้องเก็บให้ปราศจากหิมะ ใบไม้ และเศษขยะอื่นๆ เพื่อให้อากาศไหลเวียนได้

คุณอาจต้องคลายน้ำแข็งคอยล์เย็นในยูนิตกลางแจ้งในฤดูหนาวและยูนิตในอาคารในฤดูร้อนเป็นครั้งคราว เพียงปิดเครื่องและปล่อยให้น้ำแข็งละลาย แทนที่จะพยายามขูดออกและอาจทำให้คอยล์เสียหายได้

Chris Deziel มีส่วนร่วมในธุรกิจการค้าอาคารมากว่า 30 ปี เขาช่วยสร้างเมืองเล็กๆ ในทะเลทรายโอเรกอนตั้งแต่เริ่มต้น และช่วยสร้างบริษัทจัดสวนสองแห่ง เขาทำงานเป็นช่างไม้ ช่างประปา และช่างตกแต่งเฟอร์นิเจอร์ Deziel เขียนบทความ DIY มาตั้งแต่ปี 2010 และทำงานเป็นที่ปรึกษาออนไลน์ โดยล่าสุดกับบริการ Pro Referral ของ Home Depot งานของเขาได้รับการเผยแพร่บน Landlordology, Apartments.com และ Hunker Deziel ได้เผยแพร่เนื้อหาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเป็นนักดนตรีตัวยง