Pompa di calore e HVAC: confronto di vari fattori

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Un HVAC elettrico, una batteria di condizionamento dell'aria, un compressore, una caldaia, una pompa, prese, valvole, un plenum, ecc. sono tutti inclusi nell'attrezzatura HVAC. Valutiamo i pro e i contro dell'HVAC e della pompa di calore.

CaratteristichePompa di caloreHVAC
1. DefinizioneLe pompe di calore prelevano calore da un ambiente freddo e lo rilasciano in uno più caldo per trasportare l'energia termica nella direzione opposta al calore.Il termine “sistema HVAC” comprende una varietà di dispositivi utilizzati per il riscaldamento, il raffreddamento e il trasporto dell’aria in ambienti domestici sia in strutture commerciali che residenziali.
2. Durata della vitaLa durata di vita di una pompa di calore è influenzata da una serie di fattori, tra cui il tipo di pompa di calore, l’ubicazione dell’utente e la qualità della manutenzione della pompa di calore. Le pompe di calore normalmente durano in media quindici anni, mentre alcune di esse potrebbero smettere di funzionare dopo dieci anni.Con la corretta manutenzione e cura, un buon sistema HVAC può durare vent'anni, ma ogni unità è diversa e ogni proprietario di casa ha una chiara percezione di quando il proprio condizionatore d'aria centrale è permanentemente rotto.
3. Rumore durante il funzionamentoDi più.Di meno.
4. UtilizzareLa funzione principale di una pompa di calore è quella di evitare che una stanza geli quando fa molto freddo. D'altra parte, una pompa di calore può essere implementata sia per il raffreddamento che per il riscaldamento.L'HVAC viene utilizzato principalmente per il raffreddamento e per mantenere le temperature confortevoli quando sono elevate.
5. Modalità di funzionamentoCiclo di refrigerazione inverso.Ciclo regolare di compressione del vapore.
6. Coefficiente di performanceUna pompa di calore avrà sempre un coefficiente di prestazione superiore a uno.A seconda della temperatura ambiente e dell'ambiente circostante, un'unità compressore può essere una o meno.
7. Uso generaleLe pompe di calore sono accettabili per un utilizzo annuale nei climi più caldi, come il centro-sud degli Stati Uniti. È possibile che sia stato modificato per il raffreddamento nelle calde estati e per il riscaldamento in primavera e autunno.Sarebbe preferibile investire i propri soldi in un sistema HVAC ad alta efficienza energetica piuttosto che in una pompa di calore in aree che ricevono calore mite tutto l’anno, come il sud della Florida e la California.
8. Consumo di energiaLe pompe di calore non sono particolarmente efficienti dal punto di vista energetico nonostante consumino meno energia.Grazie alla sua maggiore efficienza energetica, un sistema HVAC comporterà un miglioramento del consumo energetico.
9. Posizione dell'evaporatoreIn un evaporatore a pompa di calore posizionato all'esterno dell'ambiente da riscaldare, viene utilizzato per raccogliere il calore dall'atmosfera più fresca.L'effetto di raffreddamento dell'HVAC è prodotto dalla serpentina di raffreddamento, nota anche come evaporatore. Le altre responsabilità di questo componente sono svolte dall'HVAC, che si trova all'interno del vano frigorifero.
La differenza tra HVAC e pompa di calore
Bobina HVAC da 640px
Immagine – Sistema HVAC;
Credito immagine - "L'HVAC gira attorno alla bobina"Da Pahazzard è sotto licenza CC-BY-SA-3.0

Perché con l'aumento della temperatura, aumentano le richieste dei professionisti del riscaldamento e dell'aria per affrontare le perdite d'acqua dai dispositivi HVAC. In questo post confronteremo l'HVAC convenzionale con la pompa di calore e anche l'HVAC elettrico con la pompa di calore.

HVAC a propano e pompa di calore

Il propano è un refrigerante altamente efficace. Come una base, il propano ha grandi caratteristiche termodinamiche. Esaminiamo i contrasti tra una pompa di calore e un sistema HVAC a propano.

CaratteristicheHVAC a propanoPompa di calore
1. FunzioneGli HVAC elettrici a propano generano energia termica all'interno della struttura HVAC elettrica utilizzando una tipica combustione completa. Ad eccezione delle pompe di calore, gli HVAC elettrici a propano possono essere utilizzati solo per il riscaldamento; il raffreddamento deve essere fornito da un sistema di climatizzazione a propano dedicato.Le pompe di calore utilizzano l'energia termica ottenuta dall'aria circostante per riscaldare l'abitazione. Le pompe di calore trasportano il calore dall'ambiente circostante all'interno utilizzando serpentine o tubi in rame e un sistema di raffreddamento. Per diffondere il calore in tutto l'edificio, l'aria calda interna sale lungo i tubi di rame. Il refrigerante viene quindi riportato all'esterno per assorbire più calore. Per mantenere una temperatura interna confortevole e fresca durante l'estate, il ciclo del refrigerante può essere commutato per rilasciare il calore dall'appartamento e scaricarlo altrove. 
2. CarburanteLa fonte di energia per il propano HVAC è il propano liquido, che viene conservato in un serbatoio di considerevoli dimensioni. Coloro che desiderano riscaldare le proprie case con il propano devono far ricaricare questi serbatoi da un'azienda di consegna di propano ogni autunno.Sebbene alimentate dall'elettricità, le pompe di calore ad aria funzionano in modo diverso da un tipico riscaldatore a resistenza elettrica. Usano semplicemente l'elettricità per far funzionare ventilatori e ventilatori; non convertono l’energia elettrica in calore, il che è un processo molto dispendioso. Detto questo, il refrigerante assorbe sostanzialmente il calore attualmente esistente all'interno della proprietà durante l'estate o all'esterno durante l'inverno. Solo i ventilatori e i ventilatori sono alimentati con elettricità per eliminare il calore del sistema.
3. PerformanceHVAC a propano Gli HVAC elettrici forniscono un calore più caldo e confortevole fino a 150 gradi Fahrenheit, indipendentemente dal clima esterno. Ciò suggerisce che l’intero appartamento è pieno di aria più calda. Inoltre, molti HVAC elettrici a propano ad alta efficienza a due stadi o a velocità variabile riscaldano le case in modo graduale e piacevole.Quando la temperatura scende sotto i 26 o 30 gradi Fahrenheit, le pompe di calore diventano improduttive. Le pompe di calore forniscono calore pari o inferiore alla normale temperatura corporea dell’utente a 98 gradi Fahrenheit.
4. SicurezzaI sistemi HVAC a propano sono per definizione più rischiosi perché utilizzano propano. Un accumulo di monossido di carbonio all’interno della casa può derivare da una scarsa ventilazione del propano, che aumenta ulteriormente il rischio di incendio. Detto questo, i produttori aderiscono a severi requisiti di sicurezza quando si tratta delle loro attività di costruzione. Una manutenzione regolare aiuterà anche a evitare guasti catastrofici e mortali.Ci sono problemi di sicurezza anche con le pompe di calore. L'elettricità può essere interrotta dalle pompe di calore, che spengono anche le fiamme. Inoltre, hanno la tendenza a far penetrare in casa il refrigerante, che può avere effetti negativi sulla salute se inalato.
5. Efficienza  Di più. Posizionato sopra un orario bianco, l'HVAC a propano aiuta regolarmente gli utenti a risparmiare tempo e denaro.Di meno.  
6. Durata della vitaUn HVAC alimentato a propano ha una durata di vita ordinaria di 20 anni.Una pompa di calore ha una durata di vita di 14 anni.
7. UsiUN. Stiratura dei vestiti
B. Stufe domestiche 
C. Gas caminetti
D. Riscaldatori di acqua calda		UN. Sia le automobili che gli appartamenti utilizzano pompe di calore per riscaldamento e raffrescamento.
B. Uno scaldabagno che funziona come una pompa di calore. Una pompa di calore viene utilizzata principalmente per riscaldare o preriscaldare l'acqua per l'utilizzo negli edifici o nelle piscine pubbliche.
Differenza tra pompa di calore e sistema hvac a propano

Ad esempio, rispetto al refrigerante idrofluorocarburo (HFC) più utilizzato, il propano ha circa due volte il calore latente di vaporizzazione. A parità di flusso di massa di refrigerante, ciò corrisponde a un maggiore impatto di riscaldamento o raffreddamento.

Pompa di calore geotermica vs. HVAC

La pompa di calore può mantenere una temperatura massima compresa tra 55 e 75 gradi Celsius. Confrontiamo l'HVAC con le pompe di calore geotermiche.

CaratteristichePompa di calore geotermicaHVAC
1. DefinizioneSfruttando la temperatura relativamente costante del suolo durante tutto il tempo, una pompa di calore geotermica è un sistema di riscaldamento o raffreddamento per edifici che utilizza un tipo specifico di pompa di calore per fornire calore da o verso il sottosuolo.I sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria sono creati per offrire agli abitanti degli edifici un ambiente confortevole. Attrezzature, tubazioni e condutture costituiscono un sistema HVAC, utilizzato per riscaldare e ventilare gli edifici e condizionare l'aria all'interno.
2. Durata della vitaDa 24 anni le pompe di calore geotermiche sono affidabili.La durata di vita di un sistema HVAC è compresa tra 10 e 12 anni.
3. UtilizzareUN. Riscaldamento e raffreddamento degli ambienti
B. Riscaldamento dell'acqua		Garantire il comfort termico contribuendo nel contempo a mantenere una qualità dell'aria interna accettabile attraverso un'adeguata ventilazione e filtrazione.
4. EfficienzaPer ogni unità di potenza utilizzata, una pompa di calore geotermica può fornire fino a cinque unità di calore all'utente.Meno di 0.96 unità di calore saranno fornite quotidianamente ai consumatori da un sistema HVAC ad alta efficienza.
5. Rumore durante il funzionamentoDi più.Di meno.
6. SicurezzaCon un circuito interrato è possibile installare in sicurezza un sistema geotermico all’interno dell’abitazione dell’utente.Non esiste alcuna attrezzatura esterna suscettibile agli agenti atmosferici o alla distruzione.
7. Raffreddamento dell'abitazione dell'utenteUtilizzando il suo sistema ad anello sotterraneo, una pompa di calore geotermica trasferisce il calore dall’abitazione dell’utente alla terra più fresca. Non è influenzato dalle alte temperature dell'aria esterna.Un sistema HVAC trasferisce il calore dalla casa all’aria esterna quando fuori fa caldo. Il sistema diventa meno efficace quando è più necessario poiché diventa difficile per il sistema scaricare il calore dall’abitazione dell’utente nell’aria esterna già calda.
I contrasti tra una pompa di calore geotermica e un HVAC

Le pompe di calore convenzionali possono raggiungere questo obiettivo spostando da tre a quattro volte la quantità di calore generata in presenza di energia rispetto alla quantità di energia elettrica utilizzata.

HVAC elettrico contro pompa di calore

Una pompa di calore e un HVAC elettrico non sono lo stesso dispositivo. Vediamo come le pompe di calore e gli HVAC elettrici differiscono l'uno dall'altro.

CaratteristichePompa di caloreHVAC elettrico
1. DefinizioneUna pompa di calore è un dispositivo che sposta in modo efficiente l'energia termica dall'esterno utilizzando il ciclo frigorifero. Potrebbe riscaldare un edificio.Utilizzando i condotti, un sistema HVAC elettrico può riscaldare l'aria e distribuirla in tutta la struttura.
2. Durata della vitaCon manutenzione la pompa di calore può funzionare per almeno 15 anni.Un HVAC elettrico può mantenere le sue prestazioni fino a 20 anni con una corretta manutenzione.
3. Migliori prestazioni in un'atmosfera freddaNon può funzionare bene nei climi freddi, ma nel clima mite la pompa di calore è sicuramente un'opzione migliore.Gli HVAC elettrici possono svolgere la sua funzione senza alcun problema nella stagione fredda e invernale.
4. Rumore durante il funzionamentoDi più.Di meno.
5. Richiede spazio per l'installazione.Non è necessario troppo spazio.Gli HVAC elettrici, poiché sono generalmente posizionati all'interno, sono in grado di occupare molta area poiché i regolamenti edilizi locali e degli artigiani spesso richiedono una decontaminazione di 3 pollici su tutte le parti per motivi di sicurezza antincendio.
6. Costo di manutenzioneDi meno.Di più.
7. Costo di installazionePiù economico.Costoso.
8. OperazioneIl funzionamento della pompa di calore serve sia per raffreddare che per riscaldare lo spazio chiuso.Gli HVAC elettrici sono progettati in questo processo, quindi possono produrre solo calore.
9. Efficienza energeticaDi più.Di meno.
Differenza tra pompe di calore e HVAC elettrico

Pompa di calore mini split vs. HVAC

In sostanza, una pompa di calore a sistema diviso è un condizionatore d'aria. Confrontiamo l'HVAC e la pompa di calore Mini Split.

CaratteristicheMini pompa di calore splitHVAC
1. EfficienzaPorzioni specifiche della casa dell'utente vengono riscaldate e raffreddate in modo efficiente da unità della giusta dimensione.I condotti dell'aria rilasciano energia mentre fanno circolare l'aria, in particolare nei vespai scarsamente isolati.
2. ZonaLa possibilità di modificare la temperatura in base all'intervallo è più flessibile con i telecomandi per ciascuna unità.Supponendo che gli utenti dispongano di numerose unità, la temperatura della casa è gestita da un unico termostato.
3. InstallazioneL'installazione è relativamente semplice e le singole unità sono meno costose.L'installazione delle condutture è disordinata e può aumentare i costi di costruzione.
4. Durata della vitaDi più.Di meno.
5. EsteticaNon ha l’aspetto integrato di un sistema centrale.Le prese d'aria forniscono un aspetto più integrato e nascosto.
Confronto tra HVAC e pompa di calore Mini Split

A differenza di un tipico sistema ad aria centrale, una pompa di calore split MINI è un processo di raffreddamento e riscaldamento split in grado di regolare la temperatura in stanze o aree specifiche.

Conclusione

Questo articolo ha dimostrato che cambiando la pressione e il flusso del refrigerante attraverso la serpentina di una pompa di calore, un condizionatore d'aria può funzionare in modo simile a una pompa di calore quando fa caldo. Mentre un HVAC elettrico è costruito in questo modo, può solo creare calore, mentre una pompa di calore può regolare la temperatura di una casa a seconda della stagione per renderla più calda durante l’inverno e più fresca durante l’estate.