اگر در مینهسوتا، کبک، اسکاندیناوی یا شمال چین زندگی میکنید، احتمالاً شنیدهاید که «پمپهای حرارتی منبع هوا در هوای سرد بهخوبی کار نمیکنند.» این ادعا قدیمی شده است. پمپهای حرارتی مناطق سرد (CCHP) محاسبات را اساساً تغییر دادهاند — اما منحنیهای واقعی ضریب عملکرد (COP) آنها در شرایط عملیاتی بین برندها تفاوتهای چشمگیری دارد و انتخاب واحد نامناسب برای آبوهوای شما میتواند هزینههای قابل توجهی برای گرمایش مکمل به شما تحمیل کند.
این راهنما دادههای تأییدشده کارایی COP را در دماهایی تا ۲۵- درجه سانتیگراد ارائه میدهد که از آزمونهای آزمایشگاهی گواهیشده توسط آژانس انرژی بینالمللی (IEA) و انجمن سیستمهای تهویه و تبرید آمریکا (AHRI) استخراج شدهاند و با مطالعات میدانی انجامشده توسط مؤسسه تحقیقات ساختمان (BRE) و پایگاه داده NEEP اداره انرژی ایالات متحده تکمیل شدهاند.
COP (ضریب عملکرد) اندازهگیری میکند که یک پمپ حرارتی چند واحد انرژی حرارتی را به ازای هر واحد برق مصرفی تأمین میکند. COP برابر با ۳٫۰ بدین معناست که شما برای هر ۱ کیلوواتساعت برق مصرفی، ۳ کیلوواتساعت انرژی حرارتی دریافت میکنید. در آب و هوای ملایم، پمپهای حرارتی مدرن به COP بین ۴٫۰ تا ۵٫۵ دست مییابند. در دمای ۱۵- درجه سانتیگراد، این مقدار معمولاً به ۱٫۸ تا ۲٫۸ کاهش مییابد که این امر بستگی به طراحی دارد.
| دمای محیطی (°C) | پمپ حرارتی استاندارد منبع هوا (COP) | پمپ حرارتی منبع هوا برای اقلیم سرد (COP) | پمپ حرارتی منبع هوا برای دمای بسیار پایین (COP) | درصد حفظ ظرفیت (%) |
|---|---|---|---|---|
| ۷+°C | 3.8–4.5 | 4.0–5.0 | 4.2–5.3 | 100% |
| 0°C | 2.8–3.5 | 3.2–4.0 | 3.5–4.4 | 85–92% |
| -۸°سانتیگراد | 2.0–2.5 | 2.6–3.3 | 2.9–3.7 | 72–80% |
| ۱۵- درجه سانتیگراد | 1.5–1.9 | 2.0–2.8 | 2.3–3.1 | 58–70% |
| -20°C | 1.0–1.3* | 1.6–2.2 | 1.9–2.6 | 45–60% |
| -25°C | قطع خودکار | 1.2–1.8 | 1.6–2.2 | 35–50% |
*بسیاری از پمپهای حرارتی هوای استاندارد (ASHP) بهصورت خودکار در دماهای پایینتر از ۱۵- تا ۲۰- درجه سانتیگراد قطع میشوند. دادهها از استاندارد AHRI 210/240-2023 و مشخصات پمپ حرارتی اقلیم سرد NEEP، نسخه ۲۰۲۴، استخراج شدهاند.
خانهای ۱۲۰ مترمربعی در نروژ با سازه چوبی، عایقبندی دیوارهای ۲۰۰ میلیمتری و پنجرههای سهلایه، بار گرمایشی طراحیشدهای معادل تقریباً ۶ تا ۸ کیلووات در دمای ۲۰- درجه سانتیگراد دارد. یک پمپ حرارتی هوای فراکمکننده با قابلیت کار در دماهای بسیار پایین (ULT ASHP) با ظرفیت اسمی ۸ کیلووات، همچنان قادر به تأمین ۴٫۸ تا ۵٫۶ کیلووات در دمای ۲۰- درجه سانتیگراد است (ضریب عملکرد یا COP ≈ ۲٫۱). بار باقیمانده توسط عنصر برقی غوطهور داخلی پوشش داده میشود. هزینه سالانه بهرهبرداری در مقایسه با یک بخاری برقی مستقیم حدوداً ۴۵٪ کمتر است؛ این امر بر اساس مطالعات میدانی انجامشده توسط سازمان انرژی نروژ (Enova SF) روی ۲۰۰ خانه در سال ۲۰۲۳ تأیید شده است.
منطقههای گرمایش مرکزی در شمال چین بهطور فزایندهای از پمپهای حرارتی هوایی (ASHP) بهعنوان سیستمهای تکمیلی استفاده میکنند. یک آپارتمان ۹۰ مترمربعی در هاربین که از سیستم پمپ حرارتی هوایی سریالی (فشردهسازی دو مرحلهای، فناوری EVI) بهره میبرد، در طول رویداد شبی با دمای ۲۶- درجه سانتیگراد در ژانویه ۲۰۲۴، دمای داخلی ۲۰ درجه سانتیگراد را حفظ کرد و ضریب عملکرد اندازهگیریشده (COP) آن ۱٫۷۵ بود. منبع: مؤسسه فناوری هاربین، آزمایشگاه مهندسی حرارتی، گزارش میدانی ۲۰۲۴-HIT-۰۳.
برنامه رِنوکلیمات (Rénoclimat) دولت کبک، نصب ۳۱۲ پمپ حرارتی هوایی (ASHP) را از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۴ پیگیری کرد. در دماهای طراحی پایینتر از ۲۵- درجه سانتیگراد، واحدهای مناسب برای آبوهوای سرد (مانند مدلهای Mitsubishi Hyper Heat، Bosch IDS و Daikin Fit) ضریب عملکرد متوسط ۱٫۶۵ را حفظ کردند و ۸۰ تا ۹۵ درصد از ساعتهای گرمایش سالانه را بدون فعالسازی سیستم پشتیبان پوشش دادند. تنها در ۴۵ مورد از مجموع ۳۱۲ خانه، نیاز به گرمایش تکمیلی بیش از ۲۰ ساعت در سال احساس شد. منبع: Transition énergétique Québec، گزارش سالانه عملکرد پمپهای حرارتی ۲۰۲۴.
| برند / مدل | ظرفیت نامی (کیلووات) | ضریب عملکرد در دمای ۱۵- درجه سانتیگراد | حداقل دمای کاری | نوع فشرده کننده | گواهینامه |
|---|---|---|---|---|---|
| میتسوبیشی زوبادان MXZ | 8.0 | 2.5–2.8 | -25°C | اینورتر متغیر | NEEP نسخه ۵ سطح ۲ |
| داکین آلترما ۳ H HT | 9.0 | 2.2–2.6 | -25°C | اسکرول با فناوری EVI | طراحی اکولوژیک اتحادیه اروپا A+++ |
| بوش کامپرس ۷۰۰۰i | 7.0 | 2.0–2.4 | -20°C | دوتایی چرخشی | AHRI 210/240 |
| استیبل الترون WPL 25 AC | 8.3 | 2.3–2.7 | -25°C | پیچشی متغیر | EN 14825 |
| پاناسونیک آکوارئا T-Cap | 9.0 | 2.0–2.3 | -20°C | چرخشی اینورتری | EU A+++ |
منبع: پایگاهداده مشخصات پمپ حرارتی اقلیم سرد NEEP (neep.org/emv)، پیوست ۵۳ پمپهای حرارتی اتحادیه اروپا (HPT)، نظارت میدانی، ۲۰۲۴. اعداد ارائهشده میانگین مقادیر اندازهگیریشده در شرایط واقعی هستند، نه مقادیر نامبرد تولیدکننده.
تزریق بخار پیشرفته (EVI) ویژگی مهندسی است که پمپهای حرارتی قابل اعتماد برای آبوهوای سرد را از واحدهای استاندارد جدا میکند. با تزریق بخار مبرد در میانهٔ فرآیند فشردهسازی، کمپرسورهای EVI دو مزیت کلیدی به دست میآورند:
گزارش فناوری پمپهای حرارتی آژانس انرژی بینالمللی (IEA، ۲۰۲۳، صفحهٔ ۸۴) EVI را «پیشرفت تکنولوژیکی تکگانهای با مؤثرترین هزینه برای گسترش قابلیت عملیاتی پمپهای حرارتی هوای منبع (ASHP) در آبوهوای سرد» معرفی کرده است. امروزه EVI در مدلهای زوبادان شرکت میتسوبیشی، آلترما HT شرکت دایکین و اکثر انواع T-Cap شرکت اشتیبل الترون استاندارد شده است.
حتی بهترین پمپ حرارتی هوای خنک (ASHP) نیز در نهایت به «نقطه تعادل» میرسد — یعنی دمای بیرونی که زیر آن این سیستم دیگر قادر به تأمین ۱۰۰٪ بار گرمایشی شما بدون کمک نیست. به جای انتخاب ظرفیت پمپ حرارتی برای پوشش ۱۰۰٪ بار طراحی (که معمولاً از نظر هزینهای مقرونبهصرفه نیست)، بیشتر مهندسان انرژی رویکرد زیر را توصیه میکنند:
برای یک خانه در هلسینکی (دمای طراحی: ۲۶-°C)، دمای صدمین درصد تقریباً برابر با ۱۸-°C است. انتخاب ظرفیت پمپ حرارتی هوای خنک (ASHP) برای دمای ۱۸-°C به جای ۲۶-°C معمولاً هزینه سرمایهگذاری اولیه را ۱۵ تا ۲۲ درصد کاهش میدهد، در حالی که ۹۶ درصد از ساعتهای سالانه را بدون فعالسازی عنصر پشتیبان پوشش میدهد.
واحدهای تأییدشده برای آبوهوای سرد واقعاً در دمای ۲۵- درجه سانتیگراد کار میکنند، اما ظرفیت آنها بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد. بر اساس دادههای میدانی مستقلِ نظارتشده توسط NEEP و Transition énergétique Québec (۲۰۲۴)، بهترین مدلها در دمای ۲۵- درجه سانتیگراد، ۳۵ تا ۵۰ درصد از ظرفیت اسمی خود را تأمین کردند و ضریب عملکرد (COP) اندازهگیریشده آنها بین ۱٫۶ تا ۲٫۲ بود. این بازده همچنان ۶۰ تا ۱۲۰ درصد بالاتر از گرمایش مقاومتی الکتریکی مستقیم است. با این حال، در دمای ۲۵- درجه سانتیگراد، تقریباً تمام واحدها حداقل به پشتیبانی جزئی از یک عنصر الکتریکی، مبدل حرارتی یا سیستم پشتیبان گازی نیاز خواهند داشت. هر ادعای بازاریابی مبنی بر عملکرد کامل در بار اسمی در دمای ۲۵- درجه سانتیگراد بدون ذکر شرایط خاص، باید در مقابل دادههای آزمون AHRI یا EN ۱۴۸۲۵ تأیید شود، نه دفترچههای تبلیغاتی سازنده.
بیشتر پمپهای حرارتی منبع هوایی استاندارد (غیر از CCHP) دارای قفلشدن کارکرد در دمای پایین تنظیمشده در کارخانه در محدوده ۱۵- تا ۲۰- درجه سانتیگراد هستند؛ بهطوریکه در دماهای پایینتر از این محدوده، کمپرسور بهصورت خودکار خاموش میشود تا از آسیب دیدن دستگاه جلوگیری شود. در دمای ۱۰- درجه سانتیگراد، واحدهای استاندارد معمولاً ضریب عملکرد (COP) بین ۱٫۸ تا ۲٫۲ و ظرفیت ۶۰ تا ۷۰ درصد را ارائه میدهند. برای اقلیمهایی که دماها بهطور منظم بیش از ۵۰۰ ساعت در سال زیر ۱۰- درجه سانتیگراد سقوط میکند (مانند شیکاگو، اتاوا و استکهلم)، استفاده از مدلهای مخصوص اقلیم سرد با فناوری کمپرسور EVI بهشدت توصیه میشود. منبع: پایگاه داده گواهی عملکرد استاندارد AHRI 210/240-2023.
خیر. حتی در ضریب عملکرد (COP) برابر با ۱٫۶ (حد پایین آن در دمای ۲۵- درجه سانتیگراد)، پمپ حرارتی همچنان ۶۰٪ گرمای بیشتری نسبت به گرمایش مقاومتی الکتریکی (که COP آن بهطور تعریفشده برابر با ۱٫۰ است) ارائه میدهد. نقطه تساوی عملکرد — یعنی جایی که پمپ حرارتی دیگر از گرمایش مقاومتی کارآمدتر نباشد — زمانی رخ میدهد که COP برابر با ۱٫۰ شود؛ اما واحدهای مورد تأیید برای اقلیمهای سرد، تنها در دماهایی بسیار پایینتر از ۳۰- درجه سانتیگراد به این مقدار میرسند که خارج از محدوده عملیاتی هر سیستم مسکونی است. در COP برابر با ۱٫۶، صورتحساب سالانه گرمایش معمولاً ۳۵ تا ۴۵ درصد کمتر از گرمایش مقاومتی است، که این میزان بستگی به قیمت محلی برق دارد. منبع: آژانس انرژی بینالمللی (IEA)، «آینده پمپهای حرارتی»، ۲۰۲۲، فصل ۴.
NEEP (شرکتهای شریک در بهرهوری انرژی شمال شرقی) یک پمپ حرارتی مناسب برای آب و هوای سرد (CCHP) را بهعنوان پمپ حرارتیای تعریف میکند که حداقل ۷۰٪ از ظرفیت گرمایشی اسمی خود را در دمای ۱۵- درجه سانتیگراد تأمین میکند. پمپهای حرارتی هوایی استاندارد (ASHP) معمولاً در دمای ۲+ یا ۳/۸+ درجه سانتیگراد نرخگذاری میشوند و ممکن است در دمای ۱۵- درجه سانتیگراد تنها ۴۰ تا ۶۰٪ از ظرفیت خود را حفظ کنند. CCHPها این عملکرد را با استفاده از فناوری کمپرسور EVI، مبدلهای حرارتی بزرگتر و کنترلکنندههای موتور متغیرسرعت به دست میآورند. مشخصات پمپ حرارتی مناسب برای آب و هوای سرد NEEP (بهروزرسانیشده در سال ۲۰۲۴) پایگاه داده عمومیای از مدلهای مجاز را در وبسایت neep.org/emv نگهداری میکند.
بهطور کلی بله، اگر آبوهوای شما بیش از ۲۰۰ ساعت در سال دمایی پایینتر از ۵°C را تجربه کند. هزینه اولیه بالاتر یک سیستم CCHP (معمولاً ۵۰۰ تا ۱۲۰۰ دلار آمریکا بیشتر از یک واحد استاندارد) با عملکرد بهتر در بارهای جزئی در محدوده گستردهتری از شرایط کارکرد جبران میشود. در آبوهای معتدل (مانند مناطق ساحلی بریتانیا یا شمال غربی اقیانوس آرام)، مزیت کارایی کوچکتر است، اما دامنه گستردهتر عملکرد، تابآوری مفیدی فراهم میکند. در آبوهایی که بهندرت دمایی پایینتر از ۵°C را تجربه میکنند، معمولاً یک پمپ حرارتی اینورتری با کارایی بالا (ASHP) کافی است.
پمپهای حرارتی منبع هوایی برای اقلیم سرد که مطابق استانداردهای NEEP، AHRI یا EN 14825 تأیید شدهاند، عملکردی قابل اندازهگیری و تأییدشده در محل را تا دمای ۲۵- درجه سانتیگراد فراهم میکنند؛ با ضریب عملکرد (COP) بین ۱٫۶ تا ۲٫۲ در شرایط سرمای شدید — که بهطور قابل توجهی بهتر از گرمایش مقاومتی است. شکاف عملکردی بین واحدهای استاندارد و واحدهای مناسب اقلیم سرد زیر دمای ۱۰- درجه سانتیگراد بهطور حاد افزایش مییابد و بنابراین فناوری کمپرسور (بهویژه EVI) عامل تعیینکننده در انتخاب تجهیزات برای اقلیمهای شمالی محسوب میشود. انتخاب ظرفیت دستگاه بر اساس دمای صدومین صدک (۹۹th percentile) بهجای حداقل دمای طراحی، هزینه سرمایهگذاری را بهینه میکند در حالی که پوشش ۹۵٪ یا بیشتر از ساعتهای گرمایش سالانه را حفظ مینماید.
SIDITE انرژی آبگرمکنهای خورشیدی و سیستمهای پمپ گرمایی برای استفاده مسکونی و تجاری ارائه میدهد. فناوریهای کمکربن و پربازده ما باعث کاهش انتشارات و صرفهجویی در مصرف انرژی میشوند. این شرکت به مدت 19 سال در سطح جهانی مورد اعتماد قرار گرفته است. بیشتر بدانید.
پارک صنعتی یوکسین، منطقه نانهو، جیاشینگ، زheجیانگ، چین
حقوق کپیرایت © 2025 متعلق به شرکت SIDITE Energy Co., Ltd. است. سیاست حفظ حریم خصوصی
EN
اخبار داغ