ヒートポンプ-ヒートポンプの革新 50年代の市場への空気源のヒートポンプの導入以来、米国で今日造られるすべての家のほぼ3分の1に少なくとも1つのヒートポンプがある。 暖房および冷却を両方渡す単一の電気器具の便利はそれらに特に建物の新しい家を訴えるか、またはより古い暖房、換気および空気調節(暖房、換気、及びエアコン)システムを取り替えている。 ある電気事業の会社はまた高効率のヒートポンプ[12の季節的なエネルギー効率の評価または (SEER)より高い]のためのリベートを提供する。 しかしこれらの利点と多くのヒートポンプの所有者はまだ騒々しい操作および不十分な暖房の性能について不平を言う。 セクションは次ヒートポンプの技術でこれらの不平に演説する最近の改善の一部を記述する。
逆周期のスリラー: より著しい革新の1つは逆周期のスリラーと呼ばれる (RCC)。 それは世帯主をいろいろから暖房を許可し、hydronic放射床冷却する利点がからの強制風のための多数の地帯に配分組織を選ぶことをある。 それはまたより大きい慰めのための供給の出口からより低い冬の電気代および熱気のための潜在性を提供する。 RCCはすべての電気家のためにまたは天燃ガスが利用できない区域で特に経済的である。 他の燃料率によって、それは残りの暖房用燃料の選択すべて上の最少の高い暖房の選択であるかもしれない。
システムは標準12の先見者、単一の速度、空気源のヒートポンプから成っている(通常のより小さい夏の冷却の負荷よりもむしろヒーター負荷に大きさで分類される); ヒートポンプが熱するか、または冷却する年の季節による水の大きい、重く絶縁されたタンク、; 管または家に蓄積エネルギーを配る放射床が付いているファンのコイル; そして水流を調整するある制御。
標準的な強制風の配分組織を選んでも、RCCはまだ配分がウォーミングアップを導管で送るので暖房周期の最初の開始の間に彼等のの間に涼しい空気の周期的な吹くこと霜を取り除く周期のである空気源のヒートポンプについての最も大きい不平の1つを除き。 RCCシステムは霜を取り除くと同時に、水漕およびない部屋の空気で貯えられた熱を直接使用するのでこれらの問題を解決する。 貯蔵タンクの水の温度がかなり熱い(ガス炉の出力温度と対等)冷たい導管組織およびあなたので、すぐに暖められる。
RCCシステムはまた通常のヒートポンプのような氷点以上の屋外の温度でだけよりもむしろヒートポンプがピーク効率でほとんどの場合作動するようにする。 これは電気抵抗の補助ヒート・コイルのための必要性なしでより大きい慰めおよび経済を提供する。 実際はRCCが建物をひとりでに熱する完全にことができるので、ほとんどの取付けに電気抵抗コイルが全然ない。
例えば、ミシガン州の1つの取付けで、RCCシステムは115o F (屋外の温度が否定的な15o Fだったのに空気扱う人および放射床システムへの46o C)は水を(- RCCがと同時に熱エネルギー貯蔵システム(TESの多く (TES)についてはセクションを次に見なさい)それ使用されれば26o C.)電気事業が使用率の時を提供する区域のためにさらにもっと費用効果が大きくなる供給した。
もう一つの重要な省エネの利点はRCCが冷凍熱回収器によって装備することができることである (RHR)。 これは上限のヒートポンプおよびエアコンで(後で論議される)見つけられる共通のdesuperheaterのコイルに類似している。 主な違いはRHRが冷却の季節の間にしか熱湯を作らないが、また暖房の季節の間に屋外の単位の過剰設備、超過能力、余剰能力の国内熱湯を自由に本質的に作る使用によってより穏やかな冬の天候の間にそれをことする。 夏にそれは家から不用な熱を開拓することによってシステムがまた建物を冷却している限り自由な熱湯を作る。
25%についての総合RCCおよびRHRのシステム費用同じようなサイズの標準的なヒートポンプよりもっと。 天燃ガスが利用できない区域の追加料金の簡単な元金回収は約2から3年にある。
二段変速式圧縮機、可変的な速度ファン、Desuperheatersおよびスクロール圧縮機: ほとんどのヒートポンプおよびエアコンは単一速度の圧縮機を使用する。 単一速度の圧縮機は全能力で家の実際の必要性がある、動く。 この無駄のエネルギーおよびお金。 ヒートポンプのあるモデルは二段変速式圧縮機によって装備することができる。 二段変速式圧縮機は暖房またはその特定時に冷却のための必要性を満たす適切な容量に最も近い容量で動く。 これは多量の電気エネルギーを節約し、圧縮機の摩耗を減らす。
また、ガスか石油燃焼の炉とは違って、ヒートポンプは非常に寒い気候の間に(上でRCCを除く)非常に熱気を渡さない。 その代り、ヒートポンプは100° F (C) 37.7°頃熱くする空気を渡す。 そのような適度な温度はある皮温度は96° F (36° C.)のまわりに熱くする空気が十二分に快適な温度で家自体を保つことであるにもかかわらずこれがあるある多くの人々に涼しい感じる。
この問題に加えて、より低い暖房温度を補うために、ヒートポンプはまた管に暖かい空気のより大きい容積を押通さなければならない。 送風機は暖かい空気のこの容積を断続的に提供しなければならないのでまた大きい容量を持たなければならない。 これは頻繁に空気を押すために多量の電気を消費するので、送風機を、無駄と同様、騒々しくさせる。
ヒートポンプのあるモデルは可変的速度かdual-speed屋内ファン(送風機)、屋外ファン、または両方と装備することができる。 これらのファンのための可変的速度制御は空気を快適な速度、最小になる涼しい草案および電気節約を最大にすることで動かせ続けるように試みる。
可変的な速度の送風機が付いている二段変速式圧縮機はまた低い容量をほとんどの場合作動させ、高容量にだけ必要に応じて行く。 低容量操作に多くの利点がある。 部屋の温度の変動、またそれは無駄にされたエネルギーおよび圧縮機の摩耗の主要な原因である圧縮機のオンオフの循環を減らす。 それはまた頻繁にヒートポンプの原始モデルと関連付けられる冷気の最初の送風を最小にする。
システム以来より少しを、そこにあるまたより少ない起動の騒音が頻繁に循環させる。 低容量操作によって、ヒートポンプの熱交換器のコイルは周囲の空気の温度に近い方の温度で作動する。 これは外減らすと単位を作る中の温度間の差動をもっと効率的に作動させなさい。 これは冬に特に有利である。 この特徴はフロスティングからの屋外のコイルを保ち、次々とより少ないエネルギーが屋外のコイルの霜を取り除くことを必要とすることを意味する。
単一速度のヒートポンプとは違って、二段変速式ヒートポンプはまた領域制御システムのためによく働く。 領域制御システムはヒートポンプが異なった温度で異なった部屋を保つように自動ダンパーを使用する。 これはである家で4,000平方フィート以上(372平方メートル。)見つけられる特徴頻繁に
多くの高性能のヒートポンプは「desuperheaterとして知られている別の省エネの特徴と装備することができる」。 ヒートポンプの冷却モードでは、単位は国内熱湯を発生させるために家からの不用な熱の一部をリサイクルする。 desuperheater装備されていたヒートポンプは通常の電気給湯装置より水をもっと効率的に熱することができる2から3倍。
ヒートポンプの技術のもう一つの前進はスクロール圧縮機である。 スクロール圧縮機は冷却剤を圧縮するのにシリンダーの中のピストンを使用する交換の圧縮機とかなり異なる。 スクロール圧縮機は2つの螺線形定形スクロールから成っている。 1つはそれのまわりで静止している、が他の軌道残り、冷却剤をますます小さい区域にそれの強制によって圧縮する。
スクロール圧縮機にピストン圧縮機上のいくつかの利点がある。 それは設計でより簡単、1つの可動部分だけ有する。 スクロール圧縮機はまた圧縮機「氾濫」、システムを入れるピストン圧縮機の失敗の主要な原因のと汚染物に対してより耐久性がある。 これらの利点はより長い操作生命スクロール圧縮機に与える。 スクロール圧縮機の回転式動きはまたより静かである。 あるレポートに従って、スクロール圧縮機が付いているヒートポンプは10°に15° F (8.3° C)のウォーマーの空気への5.6°を場合のピストン圧縮機によって既存のヒートポンプと比較される暖房モードで提供する。
熱交換器のための除湿のヒートパイプそして新しい設計: 除湿のヒートパイプはヒートポンプおよびエアコンの機能を湿潤気候の空気から余分な湿気を取除く改善する。 彼らは宇宙船の中の小屋の空気を除湿し、電気エネルギーを節約することができる米国の宇宙計画がように発明された。
除湿のヒートパイプは中液体の冷却剤が付いている密封された管のシステムである。 それらは1つの区域から別のものに電気エネルギーを使用しないで熱を移す。 熱いとき、湿気のある空気は管の1つの端を、管熱し通り、冷却剤を中蒸発させる。 これは空気の熱の一部を吸収する。 空気流れは更に除湿され、冷却されるヒートポンプ(かエアコン)蒸化器コイルをそれから貫流する。 蒸発させた冷却剤は先に吸収してしまった熱を放ち、必須のレベルに空気流れの温度を上げるそれを通るより涼しい空気がそれを凝縮させるヒートパイプの反対側に、動く。 管の内部の溝は灯心として管の反対側に液体を戻すために機能する。 そこに、それが蒸発周期を繰り返せば。
ヒートポンプおよびエアコンのほとんどのモデルは除湿のヒートパイプによって改装することができる。 それらはまた新しいヒートポンプまたはエアコンの熱交換器のコイルに造ることができる。 テストはより深いコイルが送風機ファンのためのわずかにより大きい空気抵抗を作成するのでわずかに増加する電力消費間これらの装置が91%まで冷却装置の除湿容量を高めることが分った。 ヒートパイプは別の方法で電気をまた救う。 それらは冷却装置が減るようにする。
またエアコンおよびヒートポンプのための熱交換器のコイルの新型がある。 1つはPF (版ひれ)のコイルである。 テストはそれらが重要なパーセントによってヒートポンプの性能を改善することを示した。 もう一つのタイプの熱交換器はO巻くである。 この設計は冷却する漏出のチャンスを最小にするコイルを渡るよりよい気流を可能にし、少数の溶接を使用する。 またとより少ないスペースをO巻き、縮める単位の物理的なサイズか「足跡を」。
ガス燃焼のヒートポンプ: このタイプのヒートポンプはそれからヒートポンプの圧縮機を運転する小さいエンジンを動かすのに天燃ガスを使用する。 今まで、1人の会社だけ製造業者に免許証をこのタイプのヒートポンプ持っている。 全体的効率は126%の範囲にあると言われる。 これは電気空気源のヒートポンプの効率よりちょうどわずかに低い。 この技術はまたエンジンから熱に不用な熱の多くを家または国内熱湯を作るために回復する。
このシステムの主な利点はそれが経済学であるのでそんなに省エネではない。 国家のある部分で天燃ガスは電気がより熱の1 Btuあたりより少しを要する。 但し、これはシステム操作を正しく保って必要である年次「整備」を含んでいない。
Ductlessヒートポンプ: Ductlessヒートポンプ(別名システムを小型裂きなさい)機能他のどのヒートポンプもと同じように、但し例外としては暖房か冷却エネルギーが失われる配分の管を要求しない。 そのようなシステムは大いにの省エネをと導管で送られた空気配分組織に50%提供する。 Ductlessシステムは通常のヒートポンプの部品を含んでいる外の単位およびあらゆる近くの壁で取付けることができる屋内単位から成っている。 通常のヒートポンプ(かエアコン)冷却する管は2つのセクションを接続する。 これらは大きい家の小さい家、遠隔開いた平面図がある部屋、または家にとって理想的である。 これらのシステムはまた1つの屋外の単位に接続される複数の屋内単位を有することができる。 これは」区分するか、または家の異なった部分に暖房および冷却を制御する家の占有者に機能を「与える。
ガスバックアップ熱(二重燃料)のヒートポンプ: 複数のタイプの燃料を使用する燃焼炉が新しくないのに、ヒートポンプが付いている二重燃料よりより少なく共通である。 これはこれらの電気器具の意識の欠乏、および僅かな製造業者が原因でありそれらを作り出す。 理論では、どのヒートポンプでも外温度が35° F (C) 1.6°の下で約下るときヒートポンプを補うガス(LPか天燃ガス)バーナーによって装備することができる。 ガスバックアップ熱助けは寒い気候の間に比較的涼しい空気を渡すヒートポンプの問題を解決する。 それはまた電気抵抗コイル(寒い気候の高い電気代の主要な源)が使用されないので、装置の電気消費を下げる。
両タイプの1箱の熱供給を組み込む少数のヒートポンプの製造業者があるので、これらの構成は頻繁に、同じ導管組織を共有する隣り合わせのより小さい、2標準的なシステムである。 システムの燃焼の燃料の半分はプロパン、天燃ガス、またはオイル、また更に石炭および木であることができる。
燃焼と比べて単独で燃料発射された炉か標準的なヒートポンプは、このタイプのシステムまた経済的である。 実際の省エネは燃焼の燃料の相関的な電気の相対的な費用によって決まる。
地熱ヒートポンプ: 地熱ヒートポンプは(時々地球つながれた、地面源、または水源のヒートポンプと言われる)ずっと40年代後期以来使用中である。 地熱ヒートポンプは外の気温の代りに交換媒体として地球の一定した温度を使用する。 これはシステムが涼しい日の空気源のヒートポンプのための175%-250%年と比較されて冬夜の最も冷たいののかなり高性能(300%-600%)に達するようにする。
あらゆるヒートポンプと同じように、地熱および水源のヒートポンプは、熱できる、熱湯を涼しい、そう装備されたら、家に供給する。 地熱システムのあるモデルはより多くの慰めおよび省エネのために二段変速式圧縮機および可変的なファンと利用できる。 それらはより静かな、最後のより長い、必要性少し維持、外の空気相対的な空気源のヒートポンプの温度に左右されない。
少なくとも1つの製造業者は地熱ヒートポンプによって空気源のヒートポンプを結合した。 これは「二重源」のヒートポンプと呼ばれる。 これらの電気器具は両方のシステムのベストを結合する。 二重源のヒートポンプに空気源の単位より高性能の評価があるが、地熱単位有効ではない。 二重源システムの主な利点はそれらが取付けるためにシングル地熱ユニットよりより少しを大いに要する、ことほとんどまた働く。
地熱システムの設置価格が5から10年の省エネのあなたに同じ暖房および冷却容量の空気源システムの、追加料金戻る数回である場合もあるのに。 システム寿命は中の部品のための25年およびグラウンドループのための50+年に推定される。 地熱およそ40,000および米国で毎年取付けられている水源のヒートポンプがある。 |
