חימום וקירור: מה שאתה צריך לדעת

הטכנולוגיה המגוונת שיש לנו כיום לחימום מכני ולצנן חללים פנימיים באמת מדהימה: תנורים שכן כמעט 100% יעיל בהפקת חום מדלק, ומשאבות חום שמשתמשות בכדור הארץ כמקור חום או גוף קירור, עבור דוגמא. אך ישנם כמה קבועים החלים על כל מערכות החימום והקירור וטוב לזכור זאת כאשר אתה מעריך אפשרויות.

התרמוסטט הוא הקבוע הראשון. אלא אם כן אתה מסתמך על תנור עץ כמקור החום העיקרי שלך, התרמוסטט מאפשר לך לשמור על טמפרטורות עקביות בתוך הבית. לאחר שתגדיר את טמפרטורת היעד שלך, מערכת החימום או הקירור שלך תידלק כאשר מד החום המובנה של התרמוסטט מציין עזיבה של מעלה או שתיים בלבד. לאחר השגת טמפרטורת היעד, התרמוסטט אומר למערכת החימום (או הקירור) להיסגר.

הבידוד הוא הקבוע השני. כל הבתים זקוקים לבידוד כדי להאט את אובדן החום במהלך החורף ולהאט את עליית החום בימי הקיץ החמים. בידוד יכול לשפר את נוחות הפנים על ידי ביטול טיוטות קור בחורף וחדרים חמים בקיץ. בנוסף להיותו נוח יותר, בית מבודד היטב חסכוני יותר בחשמל ובכך פחות יקר לחמם ולקרר.

היעילות היא הקבוע הסופי בכל הערכה של דרישות החימום והקירור. כמחצית מתקציב האנרגיה הכולל של משק בית טיפוסי מושקע לחימום וקירור. הגיוני לייעל את היעילות מכיוון שהוא חוסך כסף, תוך צמצום ההשפעה הסביבתית מפליטת דלק מאובנים. היעילות של מערכות החימום והקירור שלך תלויה במספר גורמים, אשר מוסברים רק לפניך.

יעילות מערכת חימום וקירור

היסטוריית גיל ותחזוקה. מערכות חימום וקירור פועלות ביעילות רבה יותר עם תחזוקה שוטפת. משימות תחזוקה DIY כוללות החלפת מסנן אוויר במערכת אוויר מאולץ (בדוק את המסנן אחת לחודש ו להחליף אותו אם הוא מלוכלך) ולשמור על יחידת AC חיצונית ללא עלים ופסולת אחרת שיכולה להפריע לאוויר מחזור. חשוב גם לקבל ציוד חימום וקירור שיטופל לפחות פעם בשנה על ידי קבלן HVAC מקצועי.

אפילו עם תחזוקה נאותה ושירות מקצועי, חיי הציוד לחימום וקירור מוגבלים. כמה תנורים ודודים יכולים להמשיך לתפקד היטב במשך 15 או 20 שנה, אך אם יעילות השיא שלהם נמוכה (65%, למשל), לעתים קרובות הגיוני להחליף את היחידה וליהנות מיעילות גבוהה בהרבה (ראה "דירוגי יעילות", לְהַלָן).

מערכות אזוריות. בבתים גדולים יותר, מערכות אזוריות מאפשרות לך לחסוך באנרגיה ולחסוך כסף רק על ידי חימום או קירור אזורים הנמצאים בשימוש בזמן מסוים ביום. לדוגמה, על ידי הצבת חדרי שינה בקומה השנייה על אזור חימום נפרד, לא יהיה צורך לחמם את אזור הבית הזה במהלך היום, כשהקומה העליונה לא מאוכלסת. כל אזור נשלט על ידי תרמוסטט ייעודי.

תרמוסטטים הניתנים לתכנות. הצטיידות הבית שלך בעזרת תרמוסטט הניתן לתכנות היא דרך נוחה ואמינה לחסוך באנרגיה וכסף בחימום וקירור. דגמים בסיסיים מאפשרים לך להתאים את הגדרות הטמפרטורה באופן אוטומטי כדי להימנע מחימום או קירור של שטח מגורים שאינו בשימוש. דגמים מתקדמים יותר מציעים הגדרות סוף שבוע/חול.

דירוג יעילות. ציוד החימום והקירור הנמכר כיום מגיע עם דירוג יעילות שהוקצה על ידי ה- EPA. תנורים ודודים בעלי דירוג AFUE - יעילות צריכת דלק שנתית. היחידות היעילות ביותר הן דגמי "עיבוי" או "פורקן ישיר" בדירוג של 90% AFUE ומעלה. משאבות חום וציוד מיזוג מרכזי ניתנות לייעוד SEER - דירוג יעילות אנרגטית עונתית. היחידות היעילות ביותר יהיו בטווח ה -20.

מערכות חימום וכיצד הן פועלות

מחממי חדרים. קטגוריה גדולה זו כוללת מכשירי חימום ניידים ומובנים הפועלים ללא תלות במערכת חימום מרכזית. תנורי חימום חשמליים ניידים הם היקרים והפשוטים ביותר לתפעול. תנורי חדר מובנים מגיעים בצורת לוח או יחידות צמודות לקיר. יש גם תנורי חימום החורכים פרופאן או גז טבעי. תנורי חימום אלה צריכים להתאוורר החוצה כדי למנוע הצטברות גזי בעירה מזיקים בפנים.

חימום באוויר בכפייה. מערכת זו נועדה להפיץ אוויר מחומם בכל בניין, ומורכבת בדרך כלל מתנור הממוקם במרכז ומרשת צינורות אוויר. הכבשן יכול להשתמש בחשמל, שמן דלק, גז טבעי, פרופן או (במקרים נדירים) עצי הסקה כמקור החום. כאשר הטמפרטורה הפנימית יורדת מתחת להגדרת הטמפרטורה על התרמוסטט שלך, התנור נדלק אוטומטית. מפוח כופה אוויר מחומם דרך תעלות אספקה ​​המסתיימות במרשמי חום הממוקמים בכל חלל המגורים. במקביל, המפוח שואב נפח תואם של אוויר קריר יותר באמצעות צינורות החזרה, לחימום חוזר בתנור.

במזג אוויר חם ניתן להשתמש באותם צינורות המספקים אוויר חם לחלל המגורים להפצת אוויר קריר ממערכת מיזוג מרכזית. זו אחת הסיבות העיקריות שבונים ובעלי בתים בוחרים חימום אוויר כפוי. חימום באוויר בכפייה מציע יתרון בולט נוסף: הוא מהיר יותר מאשר חימום הידרוני בהעלאת טמפרטורת החדר.

חימום הידרוני. מערכת חימום מרכזית פופולרית זו פועלת על ידי הפצת מים מחוממים לרדיאטורים המותקנים על הקיר או ריצות ארוכות של צינור פלסטיק המונח מתחת לרצפה המוגמרת. המערכת האחרונה מכונה חימום רצפה קורן. במקום לחמם אוויר, מערכות הידרוניות מחממות אובייקטים כמו ריהוט, ריצוף ומשטחי קיר. מערכות הידרוניות משתמשות בדוד או בתנור מים ללא מיכל לחימום מים, שנשאבים לאחר מכן לצנרת או לרדיאטורים.

מערכות היברידיות או קומבי. מערכות אלו משלבות פונקציות כדי לחסוך כסף בעלויות ההתקנה וההפעלה. מערכת היברידית נפוצה אחת משתמשת בדוד יחיד או מחמם מים ללא מיכל לחימום מים לרחצה וחימום. דוגמה נוספת היא תנור המשלב סליל חימום למים, המאפשר ליחידה אחת לספק מים חמים יחד עם אוויר מחומם.

משאבות חום. בהתאם לגודל ועיצוב משאבת החום, היא יכולה לספק חימום, קירור או שניהם. משאבות חום ממקור אוויר הן הנפוצות ביותר, ומתפקדות בצורה הטובה ביותר כאשר הטמפרטורה החיצונית עולה על ההקפאה. במזג אוויר קר יותר, מקור חום גיבוי הוא רעיון טוב. משאבות חום מקור קרקע (aka גיאותרמיות) ומקור מים יכולות לתפקד ביעילות וביעילות בכל עונות השנה, אך ההתקנה שלהן יקרה בהרבה.

תנורי עץ. באזורים שבהם עצי הסקה זמינים, תנור עצים מוסמך EPA יכול להוות מקור טוב לחום משלים. זה יכול להיות גם מקור החום העיקרי לבית קטן או לחדר יחיד. אישור EPA פירושו שהתנור יכול לפעול בבטחה, תוך שמירה על מינימום פליטות מזיקות.

חימום סולרי. סדר עדיפויות עיצוב הבית כיום כולל לעתים קרובות תכונות בנייה ירוקות כמו יעילות אנרגיה וקיימות. חימום סולארי הוא מרכיב מרכזי בבנייה ירוקה. הוא בדרך כלל כולל את התכונות הבאות: חלונות מבודדים המכוונים לחשיפה מירבית לאור שמש ישיר, רמות בידוד גבוהות ובנייה אטומה כדי למזער את אובדן החום במהלך מזג אוויר קר, מסה תרמית שיכולה לאחסן ביעילות חום סולארי ולהקרין חום זה לאחר שקיעת השמש, בתוספת הצללה ואוורור המונעים התחממות יתר במזג אוויר חם.

מערכות קירור וכיצד הן פועלות

מיזוג מרכזי. אותה מערכת צינורות המפיצה אוויר מחומם בכל בית יכולה לשמש להפצת מקורר במערכת מיזוג מרכזית. רשת צינורות אספקה ​​מספקת אוויר ממוזג לחדרים שונים בבית, בעוד צינורות החזרה מעבירים אוויר חזרה למפוח המערכת (aka מטפל אוויר) לשיפוץ.

מערכת AC מרכזית פועלת על אותם עקרונות בהם המקרר שלך משתמש כדי לשמור על קרירות המזון. החלק החיצוני של מערכת פיצול זו כולל מדחס, מעבה ומאוורר להזרמת אוויר על סלילי הקבל. יחד, רכיבים אלה גורמים ל"שינוי פאזה "שהופך את גז הקירור לנוזל. אחר כך נשאב קירור נוזלי פנימה, שם הוא נכנס לסלילי מאייד במליאת מטפל האוויר. כאשר אוויר פנימי חם נושף על הסלילים, הקירור הנוזלי מתאדה ומסיר חום מהאוויר - אותו אפקט קירור שאתה חווה כאשר הזיעה מתאדה מהעור שלך. מכיוון שאוויר מאבד את יכולתו להחזיק לחות כשהוא מתקרר, מערכת ה- AC שלך מסירה גם את הלחות שלך. להשלמת המחזור, גז קירור עובר אחורה ליחידה החיצונית כדי להפוך אותו לנוזל חוזר.

חלון ויחידות AC ניידות. מזגני חלון נוחים (המחירים מתחילים בסביבות 200 $), קלים להתקנה ויעילים בחדרי קירור בכל הגדלים. הדגמים של היום מגיעים עם פקדים הניתנים לתכנות שנועדו להגביר את הנוחות ונוחות ההפעלה. כושר הקירור של יחידות אלו מתבטא ב- Btu (יחידות תרמיות בריטיות); הטווח מתחיל בסביבות 5,000 ועולה ל -12,000. כלל האצבע למידות של מזגן חלון הוא 20 בטו לכל מטר מרובע של שטח החדר. אבל זה חכם להוסיף קיבולת קירור אם יש תקרות גבוהות, רמות בידוד נמוכות או חלונות גדולים שמכילים הרבה אור שמש ישיר. מכיוון שמזגן חלון יכול לגרוע מהמראה החיצוני של הבית, בעלי בתים רבים בוחרים להתקין אותם בצד פחות גלוי של הבית. רק זכור כי היחידה תעבוד בצורה הטובה ביותר כאשר היא מכוונת אוויר מקורר לכיוון מרכז החדר.

מזגנים ניידים יכולים גם לספק קירור בבתים ללא מיזוג מרכזי. יחידות אלה מגיעות בדרך כלל עם גלגלים, והן מיועדות לשבת על הרצפה ליד חלון. צינורות גמישים משתרעים דרך סעפת צרה המתקנת בפתח החלון כדי לפרוק אוויר חם. למרות שיחידות אלו יכולות להוות פתרון מעשי כאשר קודים של בנייה אינם מאפשרים AC מותקן בחלונות, הם גדולים, כבדים (בקושי ניידים) ובדרך כלל לא יעילים כמו יחידות חלון.

קירור פסיבי. אסטרטגיות לקירור ללא סיוע מכני מבוססות זה מכבר, ולעתים קרובות שוות יישום. צל הוא נשק מצוין נגד פנים שחומם יתר על המידה, והוא יכול להיות מסופק על ידי עצים, גגות מרפסת, סוככים וגוונים רכובים על החלון. פתיחת חלונות כדי לנצל את הרוחות הטבעיות ואוורור צולב היא אסטרטגיה נוספת. אנשים שגדלו ללא AC עשויים גם להיזכר ביעילות של פתיחת חלונות כאשר הטמפרטורות התקררו בערב, ולאחר מכן לסגור אותם בבוקר, כשהחום התחיל להיבנות.

בעיות נפוצות

שגיאות בעיצוב המערכת. נדרש קבלן HVAC מיומן לתכנן מערכות חימום וקירור. גורמים רבים בוחרים בבחירת הציוד ובפריסת צינורות או חימום קורן אזורים: גודל הבית, תנאי הבידוד ואטימות האוויר, שטח החלון, העדפות הדלק, התקציב וכן יותר. התקנת ציוד לחימום וקירור עם עודף קיבולת (טעות נפוצה) יכולה למעשה לגרום לבעיות נוחות ויעילות עקב רכיבה על אופניים מוגזמת.

תחזוקה לקויה. קל וזול להחליף את המסנן (ים) במערכת אוויר כפויה; זוהי תחזוקה בסיסית שכל בעל בית יכול לבצע. בדוק את המסנן אחת לחודש והחלף אותו אם הוא מלוכלך. בקש מטכנאי HVAC לשרת את מערכת החימום שלך לפני עונת החימום, ועשה את אותו הדבר עבור מערכת הקירור שלך. משימות תחזוקה בסיסיות אלה ישמרו על הציוד שלכם במצב מעולה.

ציוד ישן ו/או מיושן. תנור בן 20 שנשמר היטב לעבודה ביעילות שיא עדיין עשוי לפעול רק ב- 75% AFUE (יעילות צריכת דלק שנתית). לעומת זאת, תנור חדש, בעל יעילות גבוהה, עם פורקן ישיר, יספק יעילות מעל 90%.

בעיות בניית מעטפות (דליפות אוויר, בידוד לקוי). בתים ישנים יכולים להציב דרישות גבוהות למערכות חימום וקירור. זה קורה כאשר יש מעט מדי בידוד ויותר מדי דליפות אוויר המאפשרות לבריחת אוויר פנימי "מותנה", תוך הכנסת אוויר חיצוני שלרוב חם או קר מדי לנוחות. החדשות הטובות הן שלעיתים ניתן לתקן בעיות אלה במעטפת הבנייה על ידי פערי איטום אוויר, החלפת חלונות מיושנים והגדלת הבידוד הביתי.