Pompa di Calore Acqua Acqua

Pompa di Calore Acqua Acqua
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I sistemi scaldabagno a pompa di calore (HPWH) estraggono il contenuto energetico da una fonte di calore, solitamente aria, per riscaldare efficacemente l’acqua. A seconda delle temperature dell’acqua fredda e dell’aria ambiente e dei modelli di utilizzo di acqua calda, gli HPWH fanno lo stesso lavoro degli scaldacqua elettrici standard, ma utilizzano metà dell’energia elettrica. Questi sistemi utilizzano un motore per azionare un compressore che preleva un refrigerante gassoso attraverso un evaporatore, aumentandone la pressione fino a farlo liquefare nel condensatore . Questo processo familiare riscalda il condensatore e raffredda l’evaporatore. Nel torcere il calore dall’aria, gli HPWH raffreddano e deumidificano l’aria che li attraversa, contribuendo così a soddisfare le esigenze di condizionamento dello spazio durante le stagioni di raffreddamento.

Pompa di Calore Acqua Acqua

La Pompa di Calore Acqua Acqua

Ma se gli HPWH sono così efficienti, perché non sono più le aziende ad acquistarli? Una comunità di progettazione disinformata, problemi di affidabilità storica e alti costi iniziali sono i tre principali responsabili. Per la maggior parte, gli unici ingegneri con le conoscenze per progettare correttamente questi sistemi funzionano per i produttori stessi. Quando HPWH è entrato per la prima volta nel mercato, i prodotti mal progettati e inaffidabili hanno reso i consumatori scettici sulla tecnologia. Inoltre, la complessità degli HPWH li rende più difficili da installare rispetto agli scaldacqua standard, aumentando il prezzo di installazione e l’opportunità di errori di installazione.

Queste difficoltà sono continuate negli anni ’90 e nei primi anni 2000 sia per i sistemi residenziali che per quelli commerciali, il che ha portato ad un profondo declino nell’uso degli HPWH. In gran parte come conseguenza di questo declino, una barriera continua alle vendite di HPWH è che pochissimi distributori HVAC li trasportano, e molti appaltatori non sono consapevoli di esistere e quindi non li difendono. Tuttavia, anche se i sistemi commerciali rimangono sottoutilizzati, i sistemi residenziali stanno tornando in auge da quando l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti e il programma Energy Star del Dipartimento dell’Energia hanno rilasciato ilSpecifiche del riscaldatore di acqua 2009 , aumentando la disponibilità di sistemi integrati e semplificandone la scelta e l’installazione. E non farti ingannare dal nome: gli HPWH residenziali possono fornire acqua calda adeguata per molti tipi di piccole strutture commerciali.

Pompa di calore: come funziona

Gli HPWH sono disponibili negli Stati Uniti in una varietà di capacità, dalle piccole versioni residenziali ai grandi sistemi commerciali che possono produrre oltre 3.000 litri all’ora di acqua calda e oltre 30 tonnellate di aria condizionata. È sufficiente la produzione di acqua calda per un impianto di lavanderia commerciale su larga scala!

Integrato rispetto ai sistemi aggiuntivi

Le differenze nelle tecnologie HPWH includono configurazioni di sistema ed efficienze. I più grandi HPWH di dimensioni commerciali sono in genere sistemi aggiuntivi, in cui l’apparecchiatura della pompa di calore si trova da sola. Il calore viene trasferito dal condensatore al serbatoio dell’acqua tramite uno scambiatore di calore e una piccola pompa, utilizzando l’acqua del serbatoio come mezzo di scambio di calore.

Pompa di calore: come funziona

La resa di una pompa di calore acqua-acqua

I sistemi integrati o drop-in-HPWH sono disponibili in un unico pacchetto e possono essere installati rapidamente. I sistemi aggiuntivi utilizzano un serbatoio di acqua calda esistente (ei suoi riscaldatori a resistenza elettrica come riserva), ma la pompa di calore può essere posizionata a una certa distanza dal serbatoio per soddisfare le esigenze di spazio o di gestione dell’aria.

Poiché un sistema HPWH aggiuntivo utilizza uno scaldacqua elettrico a resistenza elettrica esistente, a differenza di un sistema integrato, ha una spesa iniziale inferiore. Inoltre, in molti casi, i sistemi aggiuntivi possono avere un’installazione più flessibile poiché può esserci una certa distanza tra l’apparecchiatura HPWH e il serbatoio dell’acqua. Questa flessibilità consente alle strutture di utilizzare i vantaggi di raffreddamento della tecnologia anche se lo scaldabagno non si trova vicino alla fonte di calore prevista. I sistemi aggiuntivi sono disponibili in varie dimensioni per applicazioni residenziali, commerciali e industriali. Vale la pena notare, tuttavia, che HPWH aggiuntivi possono potenzialmente violare le garanzie dei produttori poiché sono un dispositivo aggiunto in modo indipendente, pertanto potrebbero non essere appropriati per tutti i casi. Allo stesso modo,

Struttura e funzionamento di una pompa di calore acqua-acqua

I sistemi integrati incorporano sia l’apparato della pompa di calore che il serbatoio dell’acqua calda in una singola unità, con il condensatore tipicamente avvolto attorno al serbatoio, circondato da isolamento. Sebbene l’installazione di sistemi integrati richieda una conoscenza di base della tecnologia al fine di impostare correttamente l’apparecchiatura e regolare le impostazioni, è progettata per non richiedere alcuna esperienza specifica nell’installazione o nel cablaggio di sistemi HVAC; ordinari idraulici possono installarli senza l’aiuto di altri commercianti. Chiamati anche sistemi “drop-in” a causa del loro design semplicistico, i sistemi integrati sono più compatti rispetto ai sistemi aggiuntivi e in genere hanno lo stesso ingombro dei normali sistemi di acqua calda elettrica con la stessa capacità idrica. Di conseguenza, tendono ad essere più facili da installare. Sebbene siano destinati principalmente ad uso residenziale,

L’efficienza energetica istantanea di un sistema HPWH dipende dalla temperatura dell’acqua in ingresso, dalla temperatura dell’aria di aspirazione, dalle caratteristiche di trasferimento del calore della pompa di calore e da varie perdite conduttive e convettive in tutto il sistema. Nella maggior parte dei casi, la produzione di acqua calda è utile durante tutto l’anno, ma l’uscita dell’aria fredda potrebbe non esserlo. Non esiste un indice semplice che rappresenti entrambe le uscite e descriva l’efficienza complessiva di HPWH. Invece, l’industria HPWH si basa su due indici di efficienza energetica: coefficiente di prestazione (COP), che è favorito dai produttori di sistemi HPWH di dimensioni commerciali; e fattore di energia (EF), che viene utilizzato dai produttori di sistemi HPWH di dimensioni residenziali. In entrambi i casi, un valore più alto indica una maggiore efficienza.

Il risparmio assicurato da una pompa di calore acqua-acqua

COP è una misura della produzione di energia istantanea di un sistema rispetto al suo input di energia istantanea. Le perdite in standby e l’interazione tra le variazioni di temperatura dell’acqua e dell’aria non si riflettono nelle misurazioni della COP. Di conseguenza, il COP di uno scaldacqua elettrico standard è vicino a 1 e il COP di un HPWH tipico può essere compreso tra 3 e 4. Gli acquirenti di sistemi commerciali devono essere consapevoli che le COP citate dai produttori possono riflettere la combinazione della produzione di freddo aria e acqua calda in relazione all’energia immessa. Questa cifra è utile solo se si fa pieno uso dell’aria fredda.

L’EF è una misura più utile solo per l’efficienza del riscaldamento dell’acqua e riflette le circostanze che potrebbero verificarsi sul campo. Il test per determinare l’EF è condotto su un periodo di 24 ore con temperature dell’acqua in entrata e aria di ingresso mantenute costanti. Una quantità misurata di acqua viene estratta dal sistema ogni altra ora per le prime 12 ore e non viene prelevata acqua per le ultime 12 ore. Poiché questo test riflette le perdite in standby, l’EF di un tipico sistema di acqua calda elettrica è 0,90 e l’EF di un HPWH tipico è circa 2,5. Ciò rappresenta un miglioramento dell’efficienza di oltre il 200 percento, anche ignorando il vantaggio di raffreddamento.

 

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