热泵-热泵创新 从空气来源热泵的介绍对市场在50年代,在美国今天建造的所有家的几乎三分之一有至少一个热泵。 交付热化和冷却一种唯一装置的便利喜欢特别是那些大厦新的家或替换更旧的热化、透气和 (加熱,通風,和空調)空调系统。 一些电业公司也提供折扣为高效率热泵[一季节性能量效率规定值 (SEER)12或更高]。 与这些好处,然而,许多热泵所有者仍然抱怨喧闹的操作和不充分的热化表现。 部分下面在热泵技术描述论及这些怨言的某些最近改善。
反向周期致冷物: 其中一更加著名的创新称反向周期致冷物 (RCC)。 它提供允许这个房主从各种各样选择热化和冷却分布式系统的好处从hydronic光芒四射的地板到多个区域为强迫通风。 它也提供在更低的冬天电费单和热空气的潜力在供应出气孔外面为更加巨大的舒适。 RCC是特别经济的为所有电家或在区域,天然气不是可利用的。 根据其他燃料利率,它也许甚而是最少昂贵的热化选择在所有剩余的采暖燃料选择。
这个系统包括标准12观看者,唯一速度,空气来源热泵(估量对热负荷而不是通常更小的夏天冷却的装载); 热泵加热或冷却水的一辆大,沉重被绝缘的坦克,根据年的季节; 风扇卷与输送管或分布储能的一个光芒四射的地板对房子; 并且调控水流量的一些控制。
即使您选择标准强迫显示分布式系统, RCC仍然废除其中一最大的怨言关于空气来源热泵,是周期性吹凉快的空气在他们期间除霜周期和在热循环的最初的开始期间,因为发行输送准备。 RCC系统解决这些问题,因为,当它除霜,它在储水箱而不是室空气直接地使用被存放的热。 因为水的温度在储存箱是相当热的(可比较与煤气炉的产品温度)冷的通风管和您,迅速温暖。
RCC系统也允许热泵大多时间经营在高峰效率而不是在结冻度以上室外温度象一个普通的热泵仅会。 这提供更加巨大的舒适和经济,不用对电阻辅助热线盘的需要。 实际上,因为RCC是完全地能单独,加热这个大厦多数设施根本甚而没有电阻卷。
例如,在一密执安设施, RCC系统供应了115o F (46o C)水对空气经理和一个光芒四射的地板系统,即使这个室外温度是消极15o F (- 26o C.),如果使用RCC,当一个热能存贮 (TES)系统(为更多参见这个部分如下在TES)它变得更加有效为区域,电业提供用途利率的时期。
另一个重大节能好处是RCC可以装备冷藏热回收机 (RHR)。 这是相似的于在高端热泵和空调器找到的共同的过热降温器卷(下面讨论)。 主要区别是在冷却的季节期间, RHR不仅做热水,而且做在取暖季节期间通过使用这个室外单位的超额能力在更加温和的冬天天气期间任意本质上做家用热水。 在这个夏天它通过索还废热做自由热水从这个房子,只要这个系统也冷却这个大厦。
联合的RCC和RHR系统费用大约25%更比相似的大小一个标准热泵。 简单的报答在追加成本在区域,天然气不是可利用的是在大约2到3年。
双速的压缩机、易变的速度风扇、过热降温器和纸卷压缩机: 多数热泵和空调器使用唯一速度压缩机。 唯一速度压缩机运行在全部容量,不管这个房子的实际需要是。 此废物能源和金钱。 热泵有些模型可以装备一台双速的压缩机。 一台双速的压缩机运行在是最接近适当的能力适应对热化或在那个特定的时刻冷却的需要的容量。 这节省很多电能,并且减少压缩机穿戴。
并且,不同于气体或燃油熔炉,热泵(除了上面RCC)在非常冷气候期间,不交付非常热空气。 反而,热泵在100° F (37.7° C)前后交付激昂的空气。 这样普通的温度感觉凉快对许多人民皮肤温度是在96° F (是的36° C.)附近这是,竟管激昂的空气足够是保留这个房子在一个舒适的温度。
除此问题之外,为了补偿更低的加热温度,热泵必须也穿温暖的空气的更大的容量通过输送管。 因为这台吹风机必须间歇地提供温暖的空气的此容量,它必须也有大容量。 因为它消耗很多电推挤空气,这经常使这台吹风机喧闹,并且大手大脚。
热泵有些模型可以用易变速度或dual-speed室内风扇(吹风机),室外风扇或者两个装备。 易变速度控制为这些风扇试图继续空气移动在一舒适的速度,使减到最小的凉快的草稿和最大化电子储款。
双速的压缩机与一台易变的速度吹风机大多时间也起作用低容量和如所需要只去其高容量。 低容量操作有许多好处。 它减少压缩机开-关循环,是被浪费的能量和压缩机穿戴的主要起因以及温度波动在屋子里。 它也使冷空气减到最小最初的疾风经常与热泵相关更加原始的模型。
从这个系统经常循环较少,那里也是较少起始的噪声。 与低容量操作,热泵的热转换器卷经营在一个温度离自由流通的空气温度较近。 这减少差别在外部和里面温度之间,做这个单位更加高效率地操作。 这在这个冬天是特别有利的。 此特点保留室外卷从结霜和反过来意味着它需要较少能量除霜室外卷。
不同于唯一速度热泵,一个双速的热泵为分区控制系统很好也运转。 分区控制系统使用自动制音器允许热泵保留不同的房间在不同的温度。 这是在房子里经常找到的特点大于4,000平方英尺(372平方米。)
许多高效率热泵可以用另一个节能特点装备,是公认的“过热降温器”。 在热泵的冷却的方式,这个单位回收某些废热从这个房子引起家用热水。 一个过热降温器被装备的热泵比一台普通的电水加热器可能更加高效率地加热水2到3倍。
另一前进在热泵技术是纸卷压缩机。 纸卷压缩机与交换的压缩机相当地不同,使用一个活塞在圆筒里面压缩冷冻剂。 纸卷压缩机包括二个螺旋形状的纸卷。 一个保持固定式,而其他轨道在它附近,压缩冷冻剂通过强迫它入越来越小范围。
纸卷压缩机有一定数量的好处超过活塞式压缩机。 它只是简单在设计并且有一个运动机件。 纸卷压缩机也是宽容压缩机“洪水”,进入这个系统的和污染物,其中之二是活塞式压缩机失败的主要起因。 这些好处给纸卷压缩机每更长的运转寿命。 纸卷压缩机的转台式行动也是更加安静的。 根据有些报告,热泵与纸卷压缩机提供10°给15° F (5.6°对8.3° C)取暖器空气,当在热化方式下,比较与现有的热泵活塞式压缩机。
除去湿气的热导管和新的设计为热转换器: 除去湿气的热导管在潮湿气候改进热泵和空调器的能力从空气取消剩余湿气。 他们被发明为了美国空间项目能除去湿气客舱空气在航天器里面和节省电能。
除去湿气的热导管是被密封的管系统与里面液体冷冻剂。 他们从一个区域转移热到另一个没有使用任何电能。 当热,潮湿的空气穿过管子的一个末端,管子加热,蒸发冷冻剂里面。 这吸收某些空气的热。 气流然后流经热泵的(或空调器的)蒸发器旋管,它进一步除去湿气并且冷却。 被汽化的冷冻剂移动向,更加凉快的空气穿过它凝聚它及早吸收了的它,释放热和提高气流的温度的热导管的另一边对这个必需的水平。 凹线在管子的内部作为灯芯退回液体到管子的相反方。 一旦那里,它重复蒸发周期。
热泵和空调器多数模型可以改型与除去湿气的热导管。 他们可能也被修造入新的热泵或空调器热转换器卷。 测试发现这些设备增加一个冷却系统的除去湿气的容量91%,当有一点增长的用电量时,因为更深的卷创造有一点更加伟大的空气阻力为吹风机风扇。 热导管储蓄电用另一个方式。 允许这个冷却系统在大小上减少他们。
也有热转换器卷的新型为空调器和热泵。 一个是PF (板材飞翅)卷。 测试表明他们由重大百分比改进热泵的表现。 热转换器的另一种类型是O盘绕。 此设计允许更好的气流横跨卷,并且使用少量焊接,使冷却液泄漏减到最小的机会。 O盘绕也占去较少空间,收缩单位的物理大小或“脚印”。
以煤气为燃料的热泵: 热泵的此类型使用天然气管理一个小引擎,反过来驾驶热泵的压缩机。 迄今,仅这一家公司有这个执照对制造商热泵的此类型。 综合效率在126%范围被认为。 这低于一个电空气来源热泵的效率有一点。 此技术从引擎也恢复许多废热到热这个房子或做家用热水。
因为它是经济,此系统的主要优点非常不是节能。 在这个国家的有些部分天然气比电花费较少每Btu热。 然而,这不包括是必要恰当地保留系统操作的每年“调节”。
无导管的热泵: 无导管的热泵(亦称微型分裂系统)作用和其他热泵一样,除了他们不要求发行输送管,一些热化或冷却的能量丢失。 这样系统提供节能多达50%在一个输送的通气分配系统。 无导管的系统包括外部单位包含通常热泵组分的和可以设置所有附近的墙壁的一个室内单位。 通常热泵(或空调器)冷却液管材连接二个部分。 这些为小屋、遥远的有一个空心肋板计划的房间在大房子里或者房子是理想的。 这些系统可能也有几个室内单位被连接到一个室外单位。 这给这个房子的居住者能力“分区”或控制热化和冷却对这个房子的不同的部分。
热泵以气体备份热(双重燃料) : 即使使用超过燃料的一种类型的燃烧炉不是新的,他们比双重燃料较不共同的与热泵。 这归结于缺乏这些装置的了悟和很小数量的制造商生产他们。 在理论,所有热泵可以装备补充热泵的气体(LP或天然气)燃烧器,当这个室外温度在35° F时(1.6° C)之下大约下跌。 气体备用热帮助解决交付相对地凉快的空气的热泵的问题在冷气候期间。 它也降低设备的电子消耗量,因为在冷气候)没有使用电阻卷(高电费单的主要来源。
因为有在一个箱子合并热供应的两个类型的少量热泵制造商,这些配置经常是二更小,分享同样通风管的并行,标准系统。 这个系统的燃烧燃料一半能是丙烷、天然气或者石油、甚至煤炭和木头。
与燃烧比较单独燃料被射击的熔炉或标准热泵,系统的此类型也是经济的。 实际节能取决于燃烧燃料相对电的相对费用。
地热热泵: 地热热泵(有时指地球被结合的,地面来源或者水来源热泵)从40年代后期是在使用中。 地热热泵使用地球的恒温作为交换媒介而不是外观气温。 这在凉快的天允许这个系统到达相当高效率(300%-600%)在最冷冬天夜,比较到175%-250%为空气来源热泵。
和与所有热泵,地热和水来源热泵能加热,凉快,如果如此装备,把热水供给这个房子。 地热系统有些模型对双速的压缩机和易变的风扇是可利用的为更多舒适和节能。 他们是更加安静,前更长,需要一点维护,并且不取决于外部空气相对空气来源热泵的温度。
至少一位制造商与一个地热热泵结合了空气来源热泵。 这称“双重来源”热泵。 这些装置结合两个系统最好。 双重来源热泵比空气来源单位有高效率规定值,但是不是一样高效率的象地热单位。 双重来源系统的主要优点是他们比一个唯一地热单位花费较少安装,并且运作几乎。
即使一个地热系统的设施价格可以是同一热化和冷却的容量空气来源系统,追加成本在5到10年返回到您在节能的多次。 系统生活估计在25年为里面组分和50+几年为这条接地回路。 有大约40,000地热和水源在美国每年安装的热泵。 |