A principal limitación das bombas de calor de fonte de aire é unha caída significativa no rendemento cando as temperaturas exteriores alcanzan o rango de conxelación.
As bombas de calor están emerxendo como unha solución eficiente para a calefacción e o aire acondicionado, especialmente cando se usan en sistemas de fluxo de refrixerante variable. Poden combinar os sistemas de aire acondicionado máis eficientes no modo de refrixeración e poden competir co baixo custo da calefacción por combustión mentres usan só electricidade. En comparación cun quentador de resistencia convencional, unha bomba de calor consegue un aforro entre o 40 e o 80 por cento, dependendo do modelo específico e das condicións de funcionamento.
Mentres que as bombas de calor con fonte de aire intercambian calor directamente co aire exterior, as bombas de calor terrestres aproveitan a temperatura estable do subsolo para conseguir unha maior eficiencia. Tendo en conta o alto prezo e as instalacións complexas dun sistema terrestre, as bombas de calor de aire son a opción máis común.
A principal limitación das bombas de calor de fonte de aire é unha caída significativa no rendemento cando as temperaturas exteriores alcanzan o rango de conxelación. Os enxeñeiros de deseño deben considerar o efecto do clima local ao especificar unha bomba de calor e asegurarse de que o sistema estea equipado coas medidas adecuadas para as temperaturas máis baixas esperadas.
Como afecta o frío extremo ás bombas de calor da fonte de aire?
O principal reto ao usar unha bomba de calor de fonte de aire con temperaturas de conxelación é controlar a acumulación de xeo nos serpentíns exteriores. Dado que a unidade está eliminando a calor do aire exterior que xa está frío, a humidade pode acumularse e conxelarse facilmente na superficie das súas bobinas.
Aínda que o ciclo de desconxelación da bomba de calor pode derreter o xeo nas bobinas exteriores, a unidade non pode proporcionar calefacción do espazo mentres dure o ciclo. A medida que baixan as temperaturas exteriores, a bomba de calor debe entrar no ciclo de desconxelación con máis frecuencia para compensar a formación de xeo, e isto limita a calor entregada aos espazos interiores.
Dado que as bombas de calor terrestres non intercambian calor co aire exterior, non se ven afectadas polas temperaturas de conxelación. Porén, requiren escavacións que poden ser difíciles de realizar baixo edificios existentes, especialmente aquelas en zonas urbanas masificadas.
Especificación de bombas de calor de fonte de aire para climas fríos
Cando se usan bombas de calor de fonte de aire con temperaturas de conxelación, hai dúas formas principais de compensar a perda de calor durante os ciclos de desconxelación:
Engadir un sistema de calefacción de respaldo, normalmente un queimador de gas ou quentador de resistencia eléctrica.
Especificación dunha bomba de calor con medidas integradas contra a acumulación de xeadas.
Os sistemas de calefacción de reserva para as bombas de calor de fonte de aire son unha solución sinxela, pero tenden a aumentar o custo de propiedade do sistema. As consideracións de deseño cambian dependendo do tipo de calefacción de respaldo especificado:
Un quentador de resistencia eléctrica funciona coa mesma fonte de enerxía que a bomba de calor. Non obstante, consume máis corrente para unha determinada carga de calefacción, o que require unha maior capacidade de cableado. A eficiencia global do sistema tamén cae, xa que o quecemento por resistencia é moito menos eficiente que o funcionamento da bomba de calor.
Un queimador de gas consegue un custo operativo moito menor que un quentador de resistencia. Non obstante, require un abastecemento de gas e un sistema de escape, o que aumenta o custo da instalación.
Cando un sistema de bomba de calor utiliza calefacción de respaldo, unha práctica recomendada é configurar o termostato a unha temperatura moderada. Isto minimiza a frecuencia do ciclo de desconxelación e o tempo de funcionamento do sistema de calefacción de reserva, reducindo o consumo total de enerxía.
Bombas de calor con medidas integradas contra o frío
As bombas de calor de fonte de aire dos principais fabricantes adoitan estar clasificadas para temperaturas exteriores tan baixas como -4 °F. Non obstante, cando as unidades se melloran con medidas de clima frío, o seu rango de funcionamento pode estenderse por debaixo dos -10 °F ou ata -20 °F. A continuación móstranse algunhas características de deseño comúns utilizadas polos fabricantes de bombas de calor para mitigar o impacto do ciclo de desconxelación:
Algúns fabricantes inclúen acumuladores de calor, que poden seguir entregando calor cando a bomba de calor entra no ciclo de desconxelación.
Tamén hai configuracións de bomba de calor nas que unha das liñas de refrixerante quente circula pola unidade exterior para evitar a conxelación. O ciclo de desconxelación só se activa cando este efecto de calefacción non é suficiente.
Cando un sistema de bomba de calor utiliza varias unidades exteriores, pódense programar para que entren no ciclo de desconxelación nunha secuencia e non simultaneamente. Deste xeito, o sistema nunca perde toda a súa capacidade de calefacción debido ao desxeo.
As unidades exteriores tamén poden estar equipadas con carcasas que protexen a unidade das nevadas directas. Deste xeito, a unidade só debe xestionar o xeo que se forma directamente sobre as bobinas.
Aínda que estas medidas non eliminan completamente o ciclo de desconxelación, poden reducir o seu impacto sobre a potencia de calefacción. Para conseguir os mellores resultados cun sistema de bomba de calor con fonte de aire, o primeiro paso recomendado é unha avaliación do clima local. Deste xeito, pódese especificar desde o principio un sistema adecuado; que é máis sinxelo e menos custoso que actualizar unha instalación inadecuada.
Medidas complementarias para mellorar a eficiencia da bomba de calor
Ter un sistema de bomba de calor eficiente enerxéticamente reduce os gastos de calefacción e refrixeración. Non obstante, o propio edificio tamén se pode deseñar para minimizar as necesidades de refrixeración durante o verán e as necesidades de calefacción durante o inverno. Unha envolvente de edificio cun illamento e estanqueidade adecuados minimiza a necesidade de calefacción e refrixeración, en comparación cun edificio con mal illamento e moitas fugas de aire.
Os controis de ventilación tamén contribúen á eficiencia de calefacción e refrixeración, axustando o fluxo de aire segundo as necesidades do edificio. Cando os sistemas de ventilación funcionan a pleno fluxo de aire todo o tempo, o volume de aire que se debe acondicionar é maior. Por outra banda, se a ventilación se axusta segundo a ocupación, o volume total de aire que hai que acondicionar é menor.
Hai unha ampla gama de configuracións de calefacción e refrixeración que se poden implementar nos edificios. Non obstante, o menor custo de propiedade conséguese cando se optimiza a instalación segundo as necesidades do edificio.
Artigo de Michael Tobias
Referencia: Tobias, M. (nd). Activa as cookies. StackPath. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Se queres sen problemas con problemas de baixo rendemento a baixa temperatura ambiente dos produtos da bomba de calor, estaremos encantados de presentarche as nosas bombas de calor de fonte de aire EVI. En lugar da temperatura ambiente aplicable normal de -7 a 43 graos C, son capaces de baixar ata -25 graos Celsius. Non dubide en contactar connosco para obter máis información!
Hora de publicación: 16-mar-2022