پمپ های حرارتی یک جایگزین کم مصرف برای کوره ها و سیستم های تهویه مطبوع برای همه آب و هواها هستند. مانند یخچال شما، پمپ های حرارتی از الکتریسیته برای انتقال گرما از یک فضای خنک به یک فضای گرم استفاده می کنند و فضای خنک را خنک تر و فضای گرم را گرم تر می کنند. در طول فصل گرما، پمپ های حرارتی گرما را از فضای خنک بیرون به خانه گرم شما منتقل می کنند. در طول فصل سرما، پمپ های حرارتی گرما را از خانه شما به بیرون منتقل می کنند. از آنجایی که آنها به جای تولید گرما، گرما را انتقال می دهند، پمپ های حرارتی می توانند به طور موثر دمای مناسبی را برای خانه شما فراهم کنند.
پمپ های حرارتی براساس كانال هوا
سه نوع اصلی پمپ های حرارتی وجود دارد که توسط کانال ها به هم متصل می شوند: هوا به هوا، منبع آب و زمین گرمایی. آنها گرما را از هوا، آب یا زمین خارج از خانه شما جمع آوری می کنند و آن را برای استفاده در داخل متمرکز می کنند.
پمپ های حرارتی منبع هوا
رایج ترین نوع پمپ حرارتی پمپ حرارتی منبع هوا است که گرما را بین خانه و هوای بیرون منتقل می کند. پمپ حرارتی امروزی می تواند در مقایسه با گرمایش با مقاومت الکتریکی مانند کوره ها و بخاری های قرنیز، مصرف برق شما برای گرمایش را تقریباً 50 درصد کاهش دهد. پمپ های حرارتی با راندمان بالا نیز بهتر از سیستم های تهویه مطبوع مرکزی استاندارد رطوبت زدایی می کنند و در نتیجه مصرف انرژی کمتر و راحتی خنک کنندگی بیشتری در ماه های تابستان دارند. پمپهای حرارتی منبع هوا برای سالها تقریباً در تمام نقاط ایالات متحده مورد استفاده قرار میگرفتند، اما تا همین اواخر در مناطقی که دورههای طولانی دمای زیر انجماد را تجربه میکردند، استفاده نمیشد. با این حال، در سال های اخیر، فناوری پمپ حرارتی منبع هوا پیشرفت کرده است به طوری که اکنون یک جایگزین مناسب برای گرمایش فضا در مناطق سردتر ارائه می دهد.
پمپ های حرارتی منبع هوا بدون کانال
گرمایش بدون کانال
برای خانههای بدون کانال، پمپهای حرارتی منبع هوا در نسخه بدون کانال به نام پمپ حرارتی مینی اسپلیت نیز موجود است. علاوه بر این، نوع خاصی از پمپ حرارتی منبع هوا به نام «چیلر چرخه معکوس» به جای هوا، آب سرد و گرم تولید میکند و به آن اجازه میدهد با سیستمهای گرمایش از کف تابشی در حالت گرمایش استفاده شود.
پمپ های حرارتی زمین گرمایی
گرمایش زمین گرمایی
پمپ های حرارتی زمین گرمایی (منبع زمین یا منبع آب) با انتقال گرما بین خانه شما و زمین یا منبع آب مجاور، بازده بالاتری را به دست می آورند. پمپ های حرارتی زمین گرمایی اگرچه هزینه بیشتری برای نصب دارند، اما هزینه های عملیاتی پایینی دارند زیرا از دمای نسبتاً ثابت زمین یا آب بهره می برند. پمپ های حرارتی زمین گرمایی (یا منبع زمینی) مزایای عمده ای دارند. آنها می توانند مصرف انرژی را 30 تا 60 درصد کاهش دهند، رطوبت را کنترل کنند، محکم و قابل اعتماد هستند و در طیف گسترده ای از خانه ها مناسب هستند. اینکه پمپ حرارتی زمین گرمایی برای شما مناسب است یا نه به اندازه زمین، زیر خاک و چشم انداز شما بستگی دارد. پمپ های حرارتی منبع زمین یا منبع آب را می توان در آب و هوای شدیدتر از پمپ های حرارتی منبع هوا استفاده کرد و رضایت مشتری از سیستم ها بسیار بالا است.
پمپ های حرارتی جذبی
یک نوع نسبتاً جدید از پمپ حرارتی برای سیستم های مسکونی، پمپ حرارتی جذبی است که پمپ حرارتی گازسوز نیز نامیده می شود. پمپ های حرارتی جذبی از گرما یا انرژی حرارتی به عنوان منبع انرژی خود استفاده می کنند و می توانند با طیف گسترده ای از منابع گرمایی مانند احتراق گاز طبیعی، بخار آب گرم شده با خورشید، هوا یا آب گرم شده با زمین گرمایی هدایت شوند و بنابراین با تراکم متفاوت هستند. پمپ های حرارتی که توسط انرژی مکانیکی هدایت می شوند. پمپ های حرارتی جذبی در مقایسه با پمپ های حرارتی تراکمی پیچیده تر هستند و به واحدهای بزرگتری نیاز دارند. تقاضای برق کمتر چنین پمپ های حرارتی فقط به پمپاژ مایع مربوط می شود.
برخلاف کمپرسورهای استاندارد که فقط میتوانند با ظرفیت کامل کار کنند، کمپرسورهای دو سرعته به پمپهای حرارتی این امکان را میدهند که نزدیک به ظرفیت گرمایش یا سرمایش مورد نیاز در هر دمای بیرونی خاص کار کنند و با کاهش عملکرد روشن/خاموش و سایش کمپرسور در مصرف انرژی صرفهجویی کنند. پمپ های حرارتی دو سرعته نیز با سیستم های کنترل منطقه اي به خوبی کار می کنند. سیستمهای کنترل منطقه اي که اغلب در خانههای بزرگتر یافت میشوند، از دمپرهای خودکار استفاده میکنند تا به پمپ حرارتی اجازه دهند اتاقهای مختلف را در دماهای مختلف نگه دارد. برخی از مدلهای پمپهای حرارتی مجهز به موتورهای با سرعت متغیر یا دو سرعته بر روی فنهای داخلی (دمنده)، فنهای خارجی یا هر دو هستند. کنترلهای سرعت متغیر برای این فنها تلاش میکنند تا هوا را با سرعتی راحت در حرکت نگه دارند، جریان خنک را به حداقل میرسانند و صرفهجویی در مصرف برق را به حداکثر میرسانند. همچنین نویز ناشی از کارکردن دمنده با سرعت کامل را به حداقل می رساند.
پیشرفت دیگر در فناوری پمپ حرارتی کمپرسور اسکرول است که از دو اسكرول مارپیچی شکل تشکیل شده است. یکی ثابت می ماند، در حالی که دیگری به دور آن می چرخد و مبرد را با فشار دادن آن به مناطق کوچکتر فشرده می کند. در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی معمولی، کمپرسورهای اسکرول عمر طولانی تری دارند و کم صداتر هستند. بر اساس برخی گزارشها، پمپهای حرارتی با کمپرسورهای اسکرول، 10 تا 15 درجه فارنهایت (5.6 تا 8.3 درجه سانتیگراد) هوای گرمتری را در حالت گرمایش در مقایسه با پمپهای حرارتی موجود با کمپرسورهای پیستونی فراهم میکنند.
اگرچه اکثر پمپ های حرارتی از بخاری های مقاومت الکتریکی به عنوان پشتیبان برای هوای سرد استفاده می کنند، پمپ های حرارتی را می توان در ترکیب با یک کوره گازی نیز که گاهی به عنوان یک سیستم دوگانه سوز یا هیبریدی نامیده می شود، برای تکمیل پمپ حرارتی مجهز کرد. این به حل مشکل پمپ حرارتی با کارایی کمتر در دماهای پایین کمک می کند و استفاده از برق را کاهش می دهد. تعداد کمی از تولیدکنندگان پمپ حرارتی وجود دارند که هر دو نوع گرما را در یک سيستم قرار می دهند، بنابراین این پیکربندی ها اغلب دو سیستم استاندارد کوچکتر، کنار هم و استاندارد هستند که مجرای یکسانی دارند.
در مقایسه با یک کوره سوخت احتراق یا پمپ حرارتی استاندارد به تنهایی، این نوع سیستم می تواند اقتصادی تر نیز باشد. صرفه جویی واقعی انرژی به هزینه های نسبی سوخت احتراق نسبت به برق بستگی دارد.