Keterbatasan utama pompa kalor sumber udara adalah penurunan kinerja yang signifikan ketika suhu luar ruangan mencapai kisaran beku.
Pompa kalor muncul sebagai solusi efisien untuk pemanas ruangan dan pendingin udara, terutama bila digunakan dalam sistem aliran refrigeran variabel. Mereka dapat menandingi sistem pendingin udara yang paling efisien dalam mode pendinginan, dan dapat bersaing dengan pemanasan pembakaran berbiaya rendah meskipun hanya menggunakan listrik. Dibandingkan dengan pemanas resistansi konvensional, pompa kalor mencapai penghematan dalam kisaran 40 hingga 80 persen, bergantung pada model spesifik dan kondisi pengoperasian.
Meskipun pompa kalor sumber udara menukar panas secara langsung dengan udara luar, pompa kalor sumber tanah memanfaatkan suhu bawah tanah yang stabil untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi. Mengingat tingginya harga dan pemasangan sistem sumber tanah yang rumit, pompa panas sumber udara adalah pilihan yang paling umum.
Keterbatasan utama pompa kalor sumber udara adalah penurunan kinerja yang signifikan ketika suhu luar ruangan mencapai kisaran beku. Insinyur desain harus mempertimbangkan pengaruh cuaca lokal ketika menentukan pompa panas, dan memastikan sistem dilengkapi dengan tindakan yang memadai untuk suhu terendah yang diharapkan.
Bagaimana Cuaca Dingin Ekstrim Mempengaruhi Pompa Panas Sumber Udara?
Tantangan utama saat menggunakan pompa panas sumber udara dengan suhu beku adalah mengendalikan akumulasi es pada kumparan luar ruangan. Karena unit ini menghilangkan panas dari udara luar yang sudah dingin, kelembapan dapat dengan mudah terkumpul dan membeku di permukaan kumparannya.
Meskipun siklus pencairan es pompa panas dapat melelehkan es di kumparan luar ruangan, unit ini tidak dapat menghasilkan pemanas ruangan selama siklus tersebut berlangsung. Saat suhu di luar ruangan turun, pompa panas harus lebih sering memasuki siklus pencairan es untuk mengimbangi pembentukan es, dan ini membatasi panas yang dikirim ke ruang dalam ruangan.
Karena pompa kalor yang bersumber dari tanah tidak menukar panas dengan udara luar, pompa ini relatif tidak terpengaruh oleh suhu beku. Namun, hal ini memerlukan penggalian yang mungkin sulit dilakukan pada bangunan yang sudah ada, terutama di daerah perkotaan yang padat.
Menentukan Pompa Panas Sumber Udara untuk Cuaca Dingin
Saat menggunakan pompa kalor sumber udara dengan suhu beku, ada dua cara utama untuk mengkompensasi hilangnya panas selama siklus pencairan es:
Menambahkan sistem pemanas cadangan, biasanya pembakar gas atau pemanas listrik.
Menentukan pompa panas dengan tindakan bawaan terhadap akumulasi embun beku.
Sistem pemanas cadangan untuk pompa panas sumber udara adalah solusi sederhana, namun cenderung meningkatkan biaya kepemilikan sistem. Pertimbangan desain berubah tergantung pada jenis pemanas cadangan yang ditentukan:
Pemanas hambatan listrik bekerja dengan sumber energi yang sama dengan pompa kalor. Namun, ia menarik lebih banyak arus untuk beban pemanasan tertentu, sehingga memerlukan peningkatan kapasitas kabel. Efisiensi sistem secara keseluruhan juga turun, karena pemanasan resistansi jauh lebih efisien dibandingkan pengoperasian pompa kalor.
Pembakar gas menghasilkan biaya pengoperasian yang jauh lebih rendah dibandingkan pemanas resistansi. Namun, hal ini memerlukan pasokan gas dan sistem pembuangan, sehingga meningkatkan biaya pemasangan.
Jika sistem pompa kalor menggunakan pemanas cadangan, praktik yang disarankan adalah menyetel termostat pada suhu sedang. Hal ini meminimalkan frekuensi siklus pencairan es dan waktu pengoperasian sistem pemanas cadangan, sehingga menurunkan konsumsi energi total.
Pompa Panas dengan Tindakan Bawaan Terhadap Cuaca Dingin
Pompa panas sumber udara dari produsen terkemuka biasanya diberi peringkat untuk suhu luar ruangan serendah -4°F. Namun, ketika unit ditingkatkan dengan pengukuran cuaca dingin, jangkauan pengoperasiannya dapat meluas di bawah -10°F atau bahkan -20°F. Berikut ini adalah beberapa fitur desain umum yang digunakan oleh produsen pompa panas untuk mengurangi dampak siklus pencairan es:
Beberapa produsen menyertakan akumulator panas, yang dapat terus menyalurkan panas saat pompa panas memasuki siklus pencairan es.
Ada juga konfigurasi pompa panas di mana salah satu saluran pendingin panas bersirkulasi melalui unit luar-ruangan untuk membantu mencegah pembekuan. Siklus pencairan es hanya aktif bila efek pemanasan ini tidak cukup.
Jika sistem pompa kalor menggunakan beberapa unit luar ruangan, unit tersebut dapat diprogram untuk memasuki siklus pencairan es secara berurutan dan tidak secara bersamaan. Dengan cara ini, sistem tidak akan kehilangan kapasitas pemanasan penuhnya karena pencairan bunga es.
Unit luar ruangan juga dapat dilengkapi dengan rumah yang melindungi unit dari hujan salju langsung. Dengan cara ini, unit hanya harus menangani es yang terbentuk langsung pada kumparan.
Meskipun langkah-langkah ini tidak sepenuhnya menghilangkan siklus pencairan es, namun dapat mengurangi dampaknya terhadap keluaran pemanasan. Untuk mencapai hasil terbaik dengan sistem pompa kalor sumber udara, langkah pertama yang disarankan adalah penilaian cuaca lokal. Dengan cara ini, sistem yang memadai dapat ditentukan sejak awal; yang lebih sederhana dan lebih murah daripada mengupgrade instalasi yang tidak sesuai.
Tindakan Pelengkap untuk Meningkatkan Efisiensi Pompa Panas
Memiliki sistem pompa panas hemat energi mengurangi biaya pemanasan dan pendinginan. Namun, bangunan itu sendiri juga dapat dirancang untuk meminimalkan kebutuhan pendinginan selama musim panas dan kebutuhan pemanasan selama musim dingin. Selubung bangunan dengan insulasi dan kedap udara yang memadai meminimalkan kebutuhan pemanasan dan pendinginan, dibandingkan dengan bangunan dengan insulasi buruk dan banyak kebocoran udara.
Kontrol ventilasi juga berkontribusi terhadap efisiensi pemanasan dan pendinginan, dengan mengatur aliran udara sesuai kebutuhan bangunan. Ketika sistem ventilasi beroperasi dengan aliran udara penuh sepanjang waktu, volume udara yang harus dikondisikan menjadi lebih tinggi. Sebaliknya jika ventilasi disesuaikan dengan okupansi, maka total volume udara yang harus dikondisikan menjadi lebih rendah.
Ada berbagai macam konfigurasi pemanasan dan pendinginan yang dapat diterapkan di gedung-gedung. Namun, biaya kepemilikan terendah dicapai bila pemasangan dioptimalkan sesuai dengan kebutuhan bangunan.
Artikel Oleh Michael Tobias
Referensi: Tobias, M. (nd). Harap Aktifkan Cookie. Jalur Tumpukan. https://www.contractormag.com/green/article/20883974/airsource-heat-pumps-in-cold-weather.
Jika Anda ingin bebas masalah dengan masalah kinerja rendah pada suhu lingkungan rendah dari produk pompa panas, kami akan dengan senang hati memperkenalkan pompa panas sumber udara EVI kami kepada Anda! Alih-alih suhu lingkungan normal yang berlaku -7 hingga 43 derajat C, suhunya mampu mencapai suhu terendah hingga -25 derajat Celcius. Jangan ragu untuk menghubungi kami untuk informasi lebih lanjut!
Waktu posting: 16 Maret 2022