ヒートポンプを設置するかどうかは、住宅所有者にとって大きな決断です。 ガスボイラーなどの従来の化石燃料暖房システムを再生可能な代替システムに置き換えることは、人々が実行に移す前に研究に多くの時間を費やすことです。
この知識と経験により、インバーター ヒート ポンプには次の点で大きな利点があることが疑いなく確認されました。
- 全体的な年間エネルギー効率の向上
- 電気ネットワークへの接続に問題が発生する可能性が低くなります
- スペース要件
- ヒートポンプの寿命
- 全体的な快適さ
しかし、インバーター ヒート ポンプがヒート ポンプとして選ばれる理由は何でしょうか? この記事では、固定出力ヒートポンプ 2 台との違いと、なぜこの 2 台が選ばれるのかについて詳しく説明します。
2 つのヒートポンプの違いは何ですか?
固定出力とインバーター ヒート ポンプの違いは、施設の暖房需要を満たすために必要なエネルギーをヒート ポンプからどのように供給するかにあります。
固定出力ヒートポンプは、継続的にオンまたはオフになることで動作します。 オンにすると、固定出力ヒート ポンプが 100% の能力で動作し、施設の暖房需要に対応します。 熱需要が満たされるまでこれを継続し、要求された温度を維持するためにバランスをとるために大きなバッファの加熱のオンとオフを繰り返します。
ただし、インバーター ヒート ポンプは、外気温度の変化に応じて建物の熱需要要件に正確に一致するように、出力を調整して速度を増減する可変速コンプレッサーを使用します。
需要が低い場合、ヒート ポンプは出力を低下させ、電力使用量とヒート ポンプのコンポーネントにかかる負荷を制限し、起動サイクルを制限します。
ヒートポンプのサイズを正しく設定することの重要性
本質的に、ヒートポンプ システムの出力とその能力をどのように供給するかが、インバーターと固定出力の議論の中心となります。 インバーター ヒート ポンプによってもたらされるパフォーマンス上の利点を理解して評価するには、ヒート ポンプのサイズがどのように設定されているかを理解することが重要です。
必要なヒートポンプのサイズを決定するために、ヒートポンプシステムの設計者は、その施設がどれだけの熱を失うか、また、建物内のファブリックや換気の損失によってこの失われた熱を置き換えるためにヒートポンプからどのくらいのエネルギーが必要になるかを計算します。 エンジニアは、施設から取得した測定値を使用して、外気温 -3 度における施設の熱需要を判断できます。○C. この値はキロワット単位で計算され、この計算によってヒート ポンプのサイズが決まります。
たとえば、計算により熱需要が 15kW であると判明した場合、BS EN 12831 で要求される現在の室温と基準に基づいて、施設に暖房と温水を年間を通じて供給するには、最大出力 15kW を生成するヒート ポンプが必要です。この地域の予想最低気温、名目 -3○C.
ヒートポンプのサイズは、インバーターと固定出力ヒートポンプの議論にとって重要です。固定出力ユニットが設置されている場合、外部温度に関係なく、スイッチを入れると最大能力で動作するためです。 -3 で 15 kW なので、これはエネルギーの非効率な使用です。○C は 2 で 10 kW しか必要としない可能性があります○C. 開始と停止のサイクルが増加します。
ただし、インバータドライブユニットは、最大容量の 30% ～ 100% の範囲で出力を変調します。 物件の熱損失により 15kW のヒートポンプが必要と判断された場合は、5kW ～ 15kW の範囲のインバーターヒートポンプが設置されます。 これは、施設からの熱需要が最も低い場合、ヒート ポンプは固定出力ユニットで使用される 15kW ではなく、最大能力の 30% (5kW) で動作することを意味します。
インバータ駆動ユニットにより効率が大幅に向上
従来の化石燃料燃焼暖房システムと比較すると、固定出力ヒートポンプとインバーターヒートポンプの両方がはるかに優れたレベルのエネルギー効率を提供します。
適切に設計されたヒートポンプ システムは、3 ～ 5 の成績係数 (CoP) を提供します (ASHP か GSHP かによって異なります)。 ヒートポンプに電力を供給するために使用される電気エネルギー 1kW ごとに、3 ～ 5kW の熱エネルギーが返されます。 一方、天然ガスボイラーの平均効率は約 90 ～ 95% です。 ヒートポンプは、化石燃料を燃やして熱を得るよりも約 300% 以上高い効率を実現します。
ヒートポンプの効率を最大限に引き出すために、住宅所有者はヒートポンプをバックグラウンドで継続的に稼働させておくことをお勧めします。 ヒートポンプのスイッチを入れたままにすると、敷地内の温度が継続的に一定に保たれ、「ピーク」暖房需要が軽減され、これがインバーターユニットに最も適しています。
インバーター ヒート ポンプは、バックグラウンドで出力を継続的に調整して、一定の温度を提供します。 熱需要の変化に反応して、温度の変動を最小限に抑えます。 固定出力ヒートポンプは最大能力とゼロの間を継続的にサイクルし、より頻繁にサイクルする必要がある温度を供給するための適切なバランスを見つけます。
インバーターユニットにより消耗が少ない
固定出力ユニットでは、オンとオフを繰り返したり、最大能力で動作したりすると、ヒートポンプ ユニットだけでなく、電力供給ネットワークにも負担がかかります。 各開始サイクルでサージを発生させます。 これはソフトスタートを使用することで軽減できますが、わずか数年の動作で故障する傾向があります。
固定出力ヒート ポンプがオンになると、ヒート ポンプは始動するためにサージ電流を消費します。 これにより、ヒートポンプの機械部品だけでなく電源にもストレスがかかり、施設の熱損失需要を満たすためにオン/オフを繰り返すプロセスが 1 日に複数回行われます。
一方、インバータユニットはブラシレス DC コンプレッサーを使用しており、始動サイクル中に実際の始動スパイクがありません。 ヒートポンプはゼロアンペアの始動電流で開始し、建物の需要を満たすために必要な容量に達するまで構築を続けます。 これにより、ヒートポンプユニットと電源の両方にかかるストレスが軽減され、オン/オフユニットよりも制御が簡単かつスムーズになります。 複数のスタート/ストップ ユニットがグリッドに接続されている場合、問題が発生する可能性があり、グリッド プロバイダーがネットワークのアップグレードなしでの接続を拒否する場合がよくあります。
お金とスペースを節約
インバータ駆動ユニットを設置するもう 1 つの魅力的な側面は、バッファタンクを設置する必要がなくなり、費用とスペースの両方が節約できることです。また、床下暖房のフルゾーン制御を使用すると、タンクを大幅に小型化できることです。
固定出力ユニットを敷地内に設置する場合、バッファタンクを併設するためのスペース（ヒートポンプ容量1kWあたり約15リットル）を確保する必要があります。 バッファー タンクの目的は、オン/オフ サイクルを制限し、必要に応じてセントラル ヒーティング システムの周りを循環できるようにシステム内に予熱された水を保管することです。
たとえば、家の中に、めったに使用しない予備の部屋があり、家の他の部屋よりも低い温度に設定されているとします。 しかし今、あなたはその部屋を使いたいと思い、サーモスタットの温度を上げることにしました。 温度は調整しますが、暖房システムはその部屋の新たな熱需要に対応する必要があります。
固定出力ヒートポンプは最大能力でしか動作できないことがわかっているため、実際には最大熱需要の一部に相当する量を満たすために最大能力で動作し始め、多くの電気エネルギーが無駄になります。 これを回避するために、バッファタンクは予備の部屋のラジエーターまたは床暖房に予熱した水を送り、温め、ヒートポンプの最大出力を使用してバッファタンクを再加熱し、バッファの過熱を防ぎます。タンクは次回の要求に備えて準備が整っています。
インバーター駆動ユニットを設置すると、ヒートポンプはバックグラウンドで出力を低く調整し、需要の変化を認識し、水温の小さな変化に応じて出力を調整します。 この機能により、不動産所有者は、大型のバッファー タンクの設置に必要な費用とスペースを節約できます。
投稿日時: 2022 年 7 月 14 日