寒冷气候空气源热泵
以下文章最初发表于2018年夏季，由《足球外围app哪个靠谱》发表. 本文作者本Schoenbauer, 亚历克斯·海诺和妮可·凯斯勒, 研究了空气源热泵在寒冷气候条件下的性能.
像空气源热泵(ASHPs)这样的高效技术在提高空间加热效率和降低寒冷气候下房屋的能源成本方面具有巨大的潜力. 空气源热泵技术已经应用多年, 但直到最近, 在6和7气候带一年中最冷的几个月里，技术限制引起了人们对效率和可靠性的担忧. 最近几代的空气源热泵已经改进了一个逆变器驱动的压缩机和制冷剂的更新, 使系统更适合寒冷气候的供暖. 逆变器驱动的压缩机允许压缩机的速度调节，并在较冷的室外空气温度期间增加容量. 寒冷气候空气源热泵(ccASHPs)的效率和运行能力的提高为无法获得天然气供暖的家庭提供了节能空间供暖的机会, 一个通常服务不足的市场.
冷气候空气源热泵可作为中央管道系统和无管道系统. 两种系统类型都有单区和多区室内单元. 虽然本文中描述的研究主要集中在单区域系统上, 预计多区域系统的性能也类似.
中央管道系统的设计和安装是为了满足家庭的全部负荷，通过强制空气管道系统分配热量. 无管道系统通过没有管道系统的单个内部头将热量输送到家庭的特定区域. 在寒冷气候下, 当室外冷空气温度限制了ccashp的热泵能力时，ccashp通常需要一个备用系统来提供热量, 或者阻止他们操作. 热泵与备用系统的集成是一个重要的设计和安装考虑因素, 它可以极大地影响系统的性能. 管道系统通常使用丙烷炉作为备用. 在室外空气温度下，当热泵的容量不再足够时，这些备份接管系统的负载. 这个温度随着房屋负荷和系统的大小而变化. 温度通常在华氏10度左右. 无管道系统的家庭通常没有中央管道系统. 这些家庭通常依靠电阻踢脚板作为备用供暖.
能源与环境中心(CEE)对新兴技术进行实地研究，这些技术有可能减少明尼苏达州的能源使用. 空气源热泵特别令人感兴趣，因为它们可以显著提高足球外围app哪个靠谱. 有必要进行实地研究，以评估这项新技术，并了解围绕ccASHP设计的供暖系统在实际安装中如何运行. In 2015, CEE进行了这样一项实地研究, 在CARD的资助以及大河能源和电力研究所的额外支持下.
CEE开发了一种现场测试方法来表征ccASHP, 并评估其在环境保护改善项目中的潜在用途. 该研究从2015年开始进行，具体如下. 第一个, 明尼苏达州的特征数据被用来确定最能代表明尼苏达州ccashp市场的地点. 一旦确定了地点, 设备是从一系列制造商和安装类型中选择的, 目的是考虑所有可用的技术. 然后在ccASHP系统中安装了详细的监控设备，以表征系统在现实世界中的性能. 最后, 收集和分析数据以表征设备性能, 并将其性能与基准系统的性能进行了比较. 所分析的数据包括能源消耗, 运营成本, 寒冷气候对系统性能的影响, 驾驶舒适性, 以及在明尼苏达州温度范围内系统效率的表征.
寒冷气候空气源热泵有三种工作方式. 图1显示了其中一个监测场址的管道ccASHP的运行情况. 该图显示了性能系数(COP)或输送到家庭的能量与电力或丙烷消耗的能量的比率. 三种运行方式是热泵采暖(热泵).高温凝胶.On)，备用加热(lp.高温凝胶.开启)，融霜模式.
仅使用热泵的加热事件通常具有最高的cop，约为1.在较低的温度变化点(10°F)为3，并增加到约3.5在肩部供暖季节(约50°F至60°F). 而室外气温对COP的影响最大, 如图所示, 在相同外部空气温度下的加热循环确实有一系列的cop. 循环COP的次要因素包括室内外机组组件的运行速率.
第二种加热操作是备用炉模式. 这些事件发生在室外温度低于ccASHP预期满足家庭全负荷的温度点(这些系统的尺寸为10°F)。.
最后的操作方式是除霜. 当ccASHP运行时，室外条件低于冰点, 室外线圈有结霜的危险. 为了防止这种情况, ccASHP系统在除霜模式下运行，通过反转系统并将少量室内热量传回室外. 除霜性能有很多变化, 因为除霜可以开启中期加热循环. 在事件中也有只有除霜运行的时候, 而且几乎没有向家庭提供热量. 这导致COP接近于0, 因为几乎所有的热量都流向了室外机以防止结霜. 有些活动的cop更高，因为热泵已经开了很长时间, 并且仅在事件运行时的一小部分时间内处于活动状态.
编制高分辨率数据以确定系统的年度性能. 这项研究的结果表明，居民和公用事业公司有机会将场地总能耗降低35%至50%.
这些节省可能归因于气候, ccASHP类型, 热泵取代了系统, 但在所有情况下, ccashp为房主和租客节省了大量的能源和金钱. 图2显示了从基线供暖系统切换到ccASHP所实现的现场能耗减少. 在每个站点收集详细的数据，以便开发系统性能曲线. 性能数据允许估算跨一系列基线供暖系统和安装位置的ccASHP节约. 表1总结了这些结果.
每个站点ccASHP和基线供暖系统的丙烷和电力使用
整体, CEE的研究发现，ccashp在系统容量和效率(COP或供暖季节性能因子)方面都达到了额定规格。. 适当的尺寸, 安装, 并与备用供暖系统集成, ccashp是一个有吸引力的替代家庭用丙烷或电加热.
明尼苏达州的许多电力公司和合作社都有现有的空气源热泵回扣计划，这些计划可以修改为包括使用ccashp供暖的好处. 本项目建议这些方案考虑安装要求，以确保满足所需的加热性能. 一种方法是提供分层回扣结构. 例如, 对于仅用于冷却的ccASHP系统，可以提供较低的回扣, 为冷却和季间供暖设计的系统提供中等水平的回扣, 对于设计用于冬季制冷和供暖的系统，回扣也很高.