Pompă de căldură pe generator: Ghidul complet pentru funcționarea unei pompe de căldură în timpul întreruperii

În acest ghid: Pompă de căldură pe generator - care acoperă dacă pompele de căldură funcționează pe generatoare, cerințele de dimensionare, provocările de vreme rece-, supratensiuni de pornire, truse de pornire uşoară-și întrebările frecvente complete pentru proprietarii de case care alimentează pompele de căldură în timpul întreruperilor.

Pompă de căldură pe generator: răspuns rapid

Da - o pompă de căldură poate funcționa pe un generator, dar este una dintre cele mai solicitante sarcini pe care le puteți pune la putere de rezervă și mai mulți factori determină dacă configurația dvs. specifică funcționează.O pompă de căldură cu sursă de aer standard are nevoie de 3.000–8.000 de wați de putere (compresor, ventilatoare de interior și exterior, ciclu de dezghețare), dar compresorul său poate crește până la 2–3 ori mai mare decât la pornire -, astfel încât o pompă de căldură de 5.000-watt în funcțiune poate consuma pentru scurt timp compresorul – 115,0000 watt. pe. Problema mai mare este vremea rece: atunci când temperaturile exterioare scad sub intervalul efectiv al pompei de căldură (de obicei, în jur de 30–40 de grade F pentru modelele standard), „benzile de rezervă” de rezistență electrică se activează pentru a suplimenta căldura, adăugând 10.000–20.000 de wați de sarcină a generatorului peste pompa de căldură în sine. Aceasta înseamnă că o casă care se bazează pe o pompă de căldură pentru căldură de iarnă poate avea nevoie de un generator de 22–50 kW pentru a rămâne cald în timpul unei întreruperi de vreme rece-- mult mai mare (și mai scumpă) decât unitatea de 14–22 kW care se ocupă de un cuptor cu gaz sau propan (care are nevoie doar de 400–1.500 de wați). Acest ghid explică exact ce este nevoie pentru a funcționa o pompă de căldură cu puterea generatorului și când ar trebui să luați în considerare o strategie diferită de încălzire.

Cum o pompă de căldură folosește electricitatea

De ce este o sarcină grea a generatorului

Spre deosebire de un cuptor cu gaz sau propan (care arde combustibilul pentru căldură și folosește doar un mic ventilator), o pompă de căldură creează căldură electric - mută căldura din exterior în interior folosind un compresor care funcționează în întregime cu energie electrică:

Diferența fundamentală:Căldura unui cuptor cu gaz provine din arderea combustibilului; generatorul alimentează doar o suflantă de 400–1.500 W. Căldura unei pompe de căldură provine de la electricitate - compresorul (2.000–5.000 W) și toate ventilatoarele asociate funcționează în întregime cu puterea generatorului. Acest lucru face ca o pompă de căldură să fie de aproximativ 3-10 ori mai pretențioasă pentru un generator decât un cuptor cu combustibil fosil-, iar decalajul se mărește dramatic pe vreme rece când se cuplează benzile de rezervă.

Problema surplusului de pornire

De ce pompe de căldură generatoare de declanșare

Cel mai mare motiv pentru care pompele de căldură se luptă cu generatoarele este creșterea de pornire a motorului compresorului:

De ce contează surplusul:Când compresorul pompei de căldură pornește, consumă de 2-3 ori puterea sa de funcționare pentru o fracțiune de secundă. Dacă generatorul dumneavoastră nu poate furniza această supratensiune, întrerupătorul generatorului se declanșează, pompa de căldură nu pornește și casa dumneavoastră pierde căldură. Acesta este motivul pentru care nu puteți dimensiona un generator numai pentru wați de funcționare ai pompei de căldură - trebuie să luați în considerare creșterea de pornire a compresorului plus creșterea de pornire simultană a oricăror alte motoare (pompă de puț, frigider) care pornesc în același timp. O pompă de căldură în funcțiune de 5.000 W-poate necesita un generator de 15.000–20.000 W doar pentru a porni fiabil.

Vreme rece: Provocarea benzii de rezervă

Când pompele de căldură devin ucigașe de generatoare

Cel mai dificil scenariu pentru funcționarea unei pompe de căldură pe un generator este o întrerupere de -pe vreme rece - exact atunci când aveți cea mai mare nevoie de căldură:

Capcana bandă de rezervă:Pompele de căldură cu sursă de aer-standard își pierd capacitatea de încălzire pe măsură ce temperatura exterioară scade și sub aproximativ 30 de grade F nu mai pot satisface singure cererea de căldură a locuinței. În acel moment, „benzile de rezervă” de rezistență electrică (benzi de căldură) încorporate în dispozitivul de tratare a aerului se activează pentru a suplimenta - și aceste benzi consumă 10.000-20.000 de wați de sarcină suplimentară a generatorului. În timpul unei întreruperi de viscol din ianuarie, sistemul dvs. de pompă de căldură poate solicita 15.000–25.000 de wați de la generator -, necesitând un generator de 30–50 kW pentru a gestiona sarcina plus alte circuite esențiale. Aceasta este provocarea principală de a rula o pompă de căldură la puterea generatorului în timpul iernii.

Dimensionarea generatorului pentru pompe de căldură

De ceea ce ai nevoie de fapt

Dimensionarea unui generator pentru o casă cu pompă de căldură necesită luarea în considerare a sarcinii de funcționare a pompei de căldură, a supratensiunii de pornire, a benzilor de rezervă și a altor circuite esențiale:

Avantajul pompei de căldură cu-climă rece:Pompele de căldură cu climă-rece (hiper-căldură) sunt proiectate pentru a funcționa eficient la temperaturi mult mai scăzute (până la -15 grade F) fără a se baza în mare măsură pe benzi de rezervă. Dacă locuiți într-o regiune rece și doriți să utilizați o pompă de căldură cu puterea generatorului, o pompă de căldură cu climă rece-reduce drastic necesarul dvs. de generator - de la 30–50 kW (CP standard cu benzi) la 22–30 kW (CP cu climă rece-cu utilizare minimă a benzii). Costul inițial mai mare al unei pompe de căldură pentru climă rece este adesea compensat de generatorul mai mic și mai ieftin pe care îl permite.

Soluții: Funcționarea pompelor de căldură pe generatoare

Seturi de start-soft și alte strategii

Mai multe strategii reduc sarcina generatorului de funcționare a unei pompe de căldură:

Soluția de-kit de pornire ușoară:Un kit de pornire ușoară (sau pornire greu-) instalat pe compresorul pompei de căldură reduce supratensiunea de pornire de la 2–3× wați de funcționare la aproximativ 1,5× - reducând capacitatea generatorului necesară pentru pornirea compresorului cu 30–50%. Pentru un proprietar de casă al cărui generator are o dimensiune marginală pentru pompa de căldură, un kit de pornire soft-(de obicei instalat de 300 USD – 800 USD) poate fi diferența între funcționarea fiabilă și declanșările repetate ale întreruptorului. Asociați-l cu un modul-de retragere a încărcăturii care dezactivează benzile de rezervă în timpul unei întreruperi, iar necesarul dvs. de generator scade substanțial.

Alegerea combustibilului pentru generatoarele cu pompe de căldură

Gaz natural versus propan pentru casele cu pompe de căldură

Combustibilul generatorului contează la fel de mult ca și dimensiunea atunci când funcționează o pompă de căldură:

Provocarea propanului pentru generatoarele mari cu pompe de căldură:Deoarece casele cu pompă de căldură au nevoie de generatoare mari (30–50 kW) în timpul întreruperilor de vreme rece-, un rezervor de propan trebuie dimensionat corespunzător. Un rezervor de propan de 500-galoane poate oferi doar 4–7 zile de funcționare pentru un generator de 30–50 kW care funcționează o pompă de căldură cu benzi de rezervă la sarcină de iarnă - mai scurt decât cele 7–14 zile pe care le realizează un generator mai mic. Casele cu pompe de căldură cu propan ar trebui să ia în considerare un rezervor de 1.000 de galoane pentru o rezistență extinsă la întrerupere. Gazul natural evită în totalitate această problemă (furnizare nelimitată), dar este disponibil numai acolo unde există o conductă de gaz.

Ar trebui să treceți la un cuptor?

Când pompa de căldură pe generator este răspunsul greșit

Pentru mulți proprietari, funcționarea unei pompe de căldură pe un generator reprezintă mai multe probleme și costuri decât merită - trecerea la un cuptor cu propan sau pe gaz este cea mai bună strategie de rezervă:

Realitatea costurilor:Funcționarea unei pompe de căldură pe generator în timpul unei întreruperi de vreme rece-rece necesită un generator de 30–50 kW (12.000 USD–25 USD,000+ instalat) față de un generator de 14–22 kW (5.000 USD–12.000 USD) pentru un cuptor cu propan. Diferența de 7.000 USD – 13.000 USD depășește adesea costul conversiei la un cuptor cu propan -, iar cuptorul cu propan reduce, de asemenea, factura anuală de încălzire și prelungește durata de funcționare a generatorului. Pentru casele cu climă rece-, un cuptor cu propan asociat cu un generator modest este aproape întotdeauna strategia de rezervă mai rezistentă și mai rentabilă- decât o pompă de căldură pe un generator mare.

Întrebări frecvente

Î1: Poate funcționa o pompă de căldură pe un generator?

Da - o pompă de căldură poate funcționa cu un generator, dar este una dintre cele mai grele sarcini electrice dintr-o casă și necesită o dimensionare atentă a generatorului. O pompă de căldură cu sursă de aer-standard are nevoie de 3.000–8.000 de wați de putere de funcționare pentru compresor și ventilatoare, plus o supratensiune de pornire de 2–3 ori atunci când compresorul pornește (o pompă de căldură de 5.000-watt poate consuma pentru scurt timp 12.000–15.000 de wați la pornire). Pe vreme rece, benzile electrice de rezervă ale pompei de căldură se activează și adaugă încă 10.000–20.000 de wați. Deci, o casă cu pompă de căldură poate avea nevoie de un generator de 22–50 kW pentru a menține căldura în timpul unei întreruperi de iarnă - mult mai mare decât unitatea de 14–22 kW care se ocupă de un cuptor cu gaz sau propan (care are nevoie doar de 400–1.500 de wați). Cu o dimensionare corectă și kituri opționale de pornire soft, o pompă de căldură funcționează absolut cu puterea generatorului; fără dimensionarea corectă, va declanșa întrerupătorul generatorului și va eșua.

Î2: De ce mărime generator am nevoie pentru o pompă de căldură?

Dimensiunea generatorului de care aveți nevoie pentru o pompă de căldură depinde de capacitatea pompei de căldură, de climatul dvs. și de dacă benzile de rezervă se cuplează. Pentru o casă mică cu o pompă de căldură într-un climat blând, un generator de 11–14 kW acoperă pompa de căldură plus elementele esențiale. Pentru o casă medie cu o pompă de căldură standard pe vreme moderată, 14-22 kW sunt tipice. Dar pentru o casă medie în care benzile electrice de rezervă ale pompei de căldură se activează pe vreme rece (obișnuit sub 30 grade F), aveți nevoie de un generator de 30–50 kW pentru a gestiona sarcina combinată de 15.000–25.000-wați plus alte circuite. O pompă de căldură cu climă rece-(funcționează la -15 grade F fără utilizarea grea a benzilor) reduce aceasta la 22–30 kW. Efectuați întotdeauna un calcul profesional al sarcinii, inclusiv supratensiunea de pornire a compresorului (2–3×) și sarcina de rezervă înainte de dimensionare - presupunerea conduce la un generator care se declanșează sub sarcină.

Î3: De ce pompa mea de căldură declanșează întrerupătorul generatorului?

Pompa dvs. de căldură declanșează întrerupătorul generatorului deoarece supratensiunea de pornire a compresorului depășește capacitatea generatorului. Când motorul compresorului pornește, consumă de 2–3 ori puterea sa de funcționare pentru o fracțiune de secundă - o pompă de căldură în funcțiune de 5.000-wați-poate solicita pentru scurt timp 12.000–15.000 de wați. Dacă generatorul dvs. este dimensionat pentru wați de funcționare ai pompei de căldură (sau pentru un cuptor care avea nevoie de mult mai puțin), nu poate furniza acea supratensiune și întrerupătorul său se declanșează. Vremea rece agravează acest lucru: atunci când se activează benzile de rezervă, sarcina constantă sare la 15.000–25.000 de wați, ceea ce poate depăși valoarea nominală continuă a generatorului chiar și după pornire. Soluțiile includ instalarea unui kit de pornire-soft (reduce supratensiunea la ~1,5×), adăugarea unui modul de reducere a sarcinii (dezactivează benzile în timpul întreruperii), mărirea dimensionării generatorului sau reducerea altor sarcini în timpul întreruperii. Dacă declanșarea persistă, generatorul este subdimensionat pentru pompa dvs. de căldură.

Î4: Poate un kit de pornire -soft să-mi ajute pompa de căldură pe un generator?

Da - un kit de pornire ușoară-(sau pornire-dură) este una dintre cele mai eficiente modalități de a face o pompă de căldură să funcționeze în mod fiabil pe un generator. Setul reduce puterea de pornire a compresorului de la 2–3 ori puterea sa de funcționare la aproximativ 1,5 ori, reducând capacitatea generatorului necesară pentru pornirea compresorului cu 30–50%. Pentru un proprietar de casă al cărui generator are o dimensiune marginală pentru pompa de căldură, un kit de pornire -soft (de obicei 300 USD – 800 USD instalat de un tehnician HVAC) poate fi diferența între funcționarea fiabilă și declanșările repetate ale întreruptorului în timpul pornirii. Kiturile de pornire-soft sunt deosebit de valoroase pentru casele cu pompe de căldură pe generatoare, deoarece supraîncărcarea compresorului este cauza principală a supraîncărcării generatorului. Asociați setul de-pornire ușoară cu un modul-de descărcare care dezactivează benzile electrice de rezervă în timpul unei întreruperi, iar necesarul dvs. de generator scade substanțial -, permițând adesea un generator mai mic și mai puțin costisitor.

Î5: Este un cuptor cu propan mai bun decât o pompă de căldură pentru rezerva generatorului?

Pentru casele cu-climă rece și proprietarii de case axați pe reziliență-, un cuptor cu propan este în general mai bun decât o pompă de căldură pentru generatorul de rezervă. Un cuptor cu propan are nevoie de doar 400–1.500 de wați de la generator (doar ventilatorul) deoarece căldura provine de la arderea propanului -, așa că un generator de 14–22 kW alimentează întreaga casă, inclusiv căldura. O pompă de căldură are nevoie de 3.000–8.000 de wați în funcțiune și 15.000–25.000 de wați cu benzile de rezervă pentru vreme rece activate, necesitând un generator de 30–50 kW (12.000–25$,{24}} instalat) față de 5.12000–$ instalarea cuptorului-propan. Cuptorul cu propan scade, de asemenea, costurile anuale de încălzire (propanul este mai ieftin pe BTU decât căldura electrică) și prelungește durata de funcționare a generatorului pe un rezervor de propan (7–14 zile față de. 4–7 zile pentru un generator mare cu pompă de căldură). Numai în zonele cu climă blândă sau pentru proprietarii de case care prioritizează evitarea combustibililor fosili are sens o pompă de căldură pe generator - și chiar și atunci, o pompă de căldură-rece cu pornire-ușoară este alegerea potrivită.