Welche ACs und Wärmepumpen haben Inverter-Technologie?

Die Invertertechnologie wurde in den 1970er und 1980er Jahren für Mini-Split-Klimaanlagen und Wärmepumpen entwickelt. Fast alle Mini-Split-Systeme aller führenden Marken verfügen über invertergetriebene Kompressoren. Es ist die Industrienorm.

Etwa 2013 begannen einige Marken mit der Einführung von Standard-Wechselstrom- und Wärmepumpenmodellen mit Wechselrichtertechnologie. Carrier Greenspeed gehörte zu den ersten, gefolgt von Einheiten von Lennox, Trane / American Standard und Bryant (Carriers Schwestermarke). Die Technologie wird auch als variable Kapazität, variable Geschwindigkeit und Modulation bezeichnet, wenn sie auf Standard-Split-Systeme angewendet wird. Die Branche hat auch begonnen, die gleiche Terminologie – wechselrichtergetrieben – wie auf dem Mini–Split-Markt zu verwenden.

Die Invertertechnologie ist für Standard-Split-Systeme noch nicht die Norm. Die meisten Marken produzieren immer noch einstufige und zweistufige Modelle.

Hinweis zur Klarstellung: Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass wir den Begriff Standard-Split-System verwenden, um sich auf zentrale ACs und Wärmepumpen in voller Größe zu beziehen. Wir verwenden Mini Split, um kleinere Einheiten zu bezeichnen, für die keine Kanäle erforderlich sind, für die jedoch ein oder mehrere Raumlufthandler in Zonen installiert werden müssen.

Was ist ein Wechselrichter AC?

Eine Klimaanlage oder Wärmepumpe, die mit einem wechselrichtergesteuerten Kompressor ausgestattet ist, variiert ihre Leistung von etwa 40% bis 120% der Nennleistung.

Diese Erklärung muss entpackt werden.

Es gibt drei Kompressoroptionen für zentrale Klimaanlagen und Wärmepumpen. Ein Kompressor regelt den Kältemittelfluss. Je schneller der Durchfluss, desto mehr Wärme wird im Sommer von innen nach außen transportiert.

Einstufige Kompressoren (nur Standard-Split-Systeme):

Die einstufige Leistung beträgt 100%. Das Kältemittel läuft so schnell wie möglich. 100% an, dann aus. 100% an, dann aus. Bis zu 18 mal am Tag.

Wenn Sie Ihr Auto so schnell fahren würden, wie es 5 Meilen fahren würde, dann die Zündung ausschalten und bis zum Stillstand rollen und dann diesen Zyklus wiederholen würden, wäre Ihr Benzinverbrauch schrecklich.

Wenn Ihr Wechselstrom so läuft, verbraucht er viel Strom. Außerdem kühlt es ein paar Grad über den Thermostatpunkt hinaus, da es bei 100% läuft, wenn es darauf trifft. Die gesamte kalte Luft, die sich noch im System befindet, wird in Ihr Haus geblasen. Aus diesen Gründen sind die meisten einstufigen Modelle 13 SEHER bis 15 SEHER, obwohl einige effizienter sind.

Zweistufige Kompressoren (nur Standard-Split-Systeme):

Die beiden Stufen oder Kältemitteldurchflussgeschwindigkeiten sind 65% (Stufe eins) und 100% (Stufe zwei) in den meisten Modellen. Sie laufen die meiste Zeit auf der Bühne. Dies ist effizienter und hält ein besseres Temperaturgleichgewicht aufrecht als ein einstufiges Modell.

Zweistufige Kompressoren treten in die zweite Stufe ein, wenn eine deutliche Steigerung der Kühlung durch schnell steigende Außentemperaturen erforderlich ist, die Ihr Zuhause erwärmen, oder wenn Sie die Thermostateinstellung um mehr als 4 Grad senken.

65%, 100%, aus. Wiederholen. Verwenden der Fahranalogie: Fahren Sie schnell. Fahren Sie sehr schnell. Küste bis zum Anschlag. Wiederholen. Normalerweise 8-12 mal am Tag. Zyklen sind etwas länger, aber immer noch ziemlich häufig.

Obwohl effizienter als einstufige Kompressoren, gibt es immer noch einen effizienteren Weg: die Invertertechnologie.

Inverterbetriebene Kompressoren:

Die Leistung wird bei einstufigen (100% Leistung) und zweistufigen (65% oder 100% Leistung) Modellen direkt an den Kompressor gesendet.

Beim Einsatz der Wechselrichtertechnologie wird der Strom zuerst an einen Wechselrichter geleitet. Der Wechselrichter regelt seine Frequenz – wie viel von der elektrischen Leistung den Kompressor erreicht. Das wiederum regelt die Geschwindigkeit des Kältemittelflusses.

In den meisten Einheiten kann es so niedrig wie 35% oder 40% sein. Wenn es eine starke Nachfrage nach Kühlung gibt, kann es bis zu 120% seiner Bewertung liefern. Zum Beispiel ist eine 18.000 BTU (1,5 Tonnen) Mini-Split-Außeneinheit in der Lage, bei etwa 6.500 BTUs auf unbestimmte Zeit und bei etwa 22.000 BTUs für eine kurze Zeit zu laufen.Arizonas Auftragnehmer Magic Touch Mechanical erklärt den Vorteil der Kühlung mit variabler Kapazität in einem sehr warmen Klima: „In Phoenix, Arizona, benötigen Sie möglicherweise eine 5-Tonnen-Einheit, um die Last Mitte Juli zu bewältigen, wenn es draußen 110F ist, aber was ist im September, wenn es nur 90 Grad ist? Sie müssen Ihr Kühlsystem noch betreiben, aber vielleicht beträgt die Last jetzt nur noch 3,2 Tonnen. Mit einem invertergetriebenen Kompressor mit variabler Drehzahl verwenden Sie nur das, was Sie benötigen, und sparen dadurch Geld, indem Sie keine Energie verbrauchen, die Sie nicht benötigen.“

Der Wechselrichter-Unterschied: Ein Inverter-angetriebener Kompressor schaltet sich selten ab, so dass er immer bereit ist, zu beschleunigen oder zu senken, um den Heiz- oder Kühlbedarf zu decken. Es passt sich in Schritten von 1% oder weniger genau an den Kühlbedarf an. Zyklen sind langsam, variieren je nach Bedarf geringfügig und sind kontinuierlich.

Dies macht sie sehr effizient. Und die Temperaturen sind sehr ausgeglichen. Weitere Vorteile werden in den Vor- und Nachteilen unten diskutiert.

Zusammenfassend:

• Einstufige Kompressoren: Zyklen sind kurz, aber häufig. Temperaturschwankungen sind spürbar.
• Zweistufige Kompressoren: Die Zyklen sind etwas länger, aber immer noch recht häufig. Temperaturschwankungen können sich bemerkbar machen
• Invertergetriebene Kompressoren: Die Zyklen sind langsam, variieren je nach Bedarf geringfügig und sind kontinuierlich. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie Temperaturänderungen bemerken.

Wenn Sie mehr über die Technologie hinter Inverterkompressoren erfahren möchten, hat dieser Beitrag des Branchenführers Daikin viel zu bieten.

Inverter-Klimaanlage Vor- und Nachteile

Hier ist ein Überblick über die von uns behandelten und einige weitere Vor- und Nachteile von invertergetriebenen Kompressoren.

Vorteile:

• Höherer Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad ist bei umrichterbetriebenen ACs und Wärmepumpen zwei- bis dreimal höher als bei einstufigen und zweistufigen Standard-Split-Systemmodellen. Details unten.
• Vergleichbar mit Geothermie: Mit steigendem Wirkungsgrad bei jeder Generation konkurrieren invertergetriebene Systeme mit Erdwärmepumpen bei der Reduzierung des Energieverbrauchs.
• Wert: Da sie weit weniger kosten, sind Inverter-Split-Systeme, insbesondere Mini-Split-Wärmepumpen, ein besserer Wert als die meisten geothermischen Systeme.
• Steuerung von Wärme und Luftfeuchtigkeit in Innenräumen: Das invertergesteuerte Heizen und Kühlen sorgt für einen Temperaturausgleich, der anderen Typen überlegen ist. Beim Abkühlen entfernen die längeren, gleichmäßigen Zyklen mehr Feuchtigkeit aus der Warmwetterluft. Dies bedeutet, dass Sie sich bei einer höheren Temperatur wohl fühlen, was zu weiteren Energieeinsparungen führt.
• System optionen: Inverter technologie ist verfügbar in mini split und standard split, so sie haben größe und installation optionen.

Nachteile:

• Kosten für Standard-Split-Systeme: Standard-Split-System-Klimaanlagen und Wärmepumpen mit wechselrichtergesteuerten Kompressoren kosten 25% bis 55% mehr als einstufige und zweistufige Systeme gleicher Größe.
• Kosten für Mehrzonen-Mini-Split-Systeme: Mehrzonensysteme erfordern 2 bis 8 Innengeräte mit separaten Installationsgebühren für jede Zone. Die Kosten können bis zu 100% höher sein als bei einem einstufigen oder zweistufigen Split-System. Siehe die Tabelle unten für Details
• Kommunikationstechnologie: Einige Installateure Push-Kommunikationstechnologie auf Standard-Split-Systeme mit Inverter-Technologie. Zu diesem Zeitpunkt empfehlen wir diese Technologie nicht. Das Problem wird hier diskutiert. Wenn Sie keine Zeit haben, den Link zu lesen, finden Sie hier ein Zitat eines unserer Leser zu seinem Kommunikationssystem. Paul sagt: „Ich habe ein York-System mit einem Affinitätsthermostat. Ich bekomme häufige Kommunikationsfehlermeldungen. Die AC-Techniker haben keine guten Werkzeuge, um Kommunikationsprobleme zu beheben, und es gibt keine Hilfe … ich bin ein Elektronikingenieur, der mit Instrumenten und Steuerungen arbeitet. Mein Rat ist, sich von Systemen mit kommunizierenden Thermostaten fernzuhalten, bis die Fehler aus den Designs herausgearbeitet sind.

Wirkungsgradvergleich

ACs und Wärmepumpen mit umrichtergesteuerten Verdichtern haben Wirkungsgradbereiche von etwa 16 SEER bis 38 SEER im Vergleich zu 13 bis 18 SEER für Nicht-Umrichtereinheiten. Dieses Diagramm sortiert es aus.

Cost Comparison

We’ve said es gibt einen Kostenaufschlag für die Effizienz und den Komfort in Innenräumen, die mit der Wechselrichtertechnologie einhergehen. Aber wie viel mehr kostet es?

Hier ist ein Vergleich gängiger HLK-Systeme, sowohl Wechselrichter- als auch Nicht-Wechselrichter-Typen. Die Mini-Split-Systeme verwenden Konvertertechnologie. Wir haben die Mini-Split-Systeme als Einzelzonen- und als Mehrzonen-Optionen angeboten.

Alle Preise in der Tabelle gelten für ein 3-Tonnen/36.000 BTU-System.

Amortisationszeit – Lohnt es sich?

Die Amortisationszeit ist die Zeit, die benötigt wird, um höhere Ausrüstungskosten durch niedrigere Energiekosten zu decken.Wenn Sie beispielsweise 100 US-Dollar pro Monat für Strom für Ihren 15-SEHER-Wechselstrom ausgeben, betragen die Kosten bei einem 24-SEHER-Gerät etwa 63 US-Dollar und bei einem 30-SEHER-Wechselstrom nur 50 US-Dollar.

Das bedeutet Einsparungen von 37 USD für das 24-SEHER-System und Einsparungen von 50 USD für die 30-SEHER-Einheit.

15 SEHER vs. 24 SEHER: Wenn das 24-SEHER-System 2.500 US-Dollar mehr kostet als ein 15-SEHER-System, würde es ungefähr 5 Jahre und 7 Monate dauern, bis sich das Geld bei Einsparungen von 37 US-Dollar pro Monat amortisiert hat. Gehen Sie für sie!15 SEER vs. 30 SEER – Single Zone: Wenn Sie $ 1.750 mehr für den 30 SEER Single-Zone Mini Split ausgeben würden, wäre Ihre Amortisationszeit nur 35 Monate – ein Monat weniger als 3 Jahre. Aber hier gibt es ein wichtiges Thema. Ein 3-Tonnen-Einzelzonensystem wäre für einen großen Raum geeignet. Wenn Ihr Haus einen sehr offenen Grundriss hat, könnte es für alle außer den Schlafzimmern funktionieren. Die meisten Häuser benötigen Mehrzonen-Mini-Split-Systeme, um den Komfort im ganzen Haus zu maximieren.15 SEER vs. 30 SEER – mit 4 Zonen: Sie könnten $ 4.000 mehr für ein High-SEER Multizone Mini Split System ausgeben. Bei $ 50 Einsparungen pro Monat das ganze Jahr über, wäre die Amortisationszeit mehr als 6 Jahre, 8 Monate. Das ist immer noch eine relativ kurze Zeit, wenn man bedenkt, dass eine Wärmepumpe bis zu 20 Jahre hält.

Wenn es sich nicht lohnt: Wenn Sie in einem sehr gemäßigten Klima leben, können Ihre Ersparnisse weniger als 15 US-Dollar pro Monat betragen. Dies wird Ihre Amortisationszeit viel länger machen, so könnte es nicht wert sein. Zum Beispiel werden Sie nicht $ 4.000 in der Lebensdauer des Systems bei $ 10 pro Monat amortisieren.

Welches Wechselrichtersystem ist das Beste für Sie?

Es gibt keine Antwort, die für jede Situation funktioniert.

Hier sind einige gängige Szenarien, die Ihnen bei der Entscheidung helfen können.

Neubau:

Ihre Möglichkeiten sind weit offen. Ein Zonen-Mini-Split-System kostet deutlich mehr für die Ausrüstung und Installation. Ein Innengerät (Air Handler) in jeder der vier Zonen ist ebenfalls etwas lauter.

Sie werden jedoch nicht die Kosten für die Kanalinstallation haben (1.000 bis 2.500 US-Dollar, abhängig von der Größe des Hauses und der Anzahl der Ebenen). Und Sie werden nicht die Kosten für verschwendete Heizung und Klimaanlage haben, die Kanälen entweichen, die mit dem Alter undicht werden können.Zweitens, wenn Sie sich für einen High-SEER Mini Split entscheiden, können Sie die Heiz- und Klimakosten im Vergleich zu einem Standard-Split-System mit Invertertechnologie um bis zu 33% senken.

Unser Vorschlag ist, mehrere Schätzungen für jeden Systemtyp zu erhalten, damit Sie sie in Bezug auf Kosten, Effizienz, Geräuschpegel und andere Funktionen vergleichen können. Wenn der Preis nicht das größte Problem ist, wählen Sie ein Installationsprogramm, von dem Sie glauben, dass es das System ordnungsgemäß installiert, ein wichtiger Aspekt für den Betrieb in den kommenden Jahren.

Bestehendes Haus mit Rohrleitungen:

Ein Standard-Wärmepumpensystem, das an Ihre Rohrleitungen angeschlossen ist, kostet deutlich weniger als ein Zonen-Mini-Split-System mit 4-8 Innengeräten, die jeweils 650 bis 900 US-Dollar kosten + zu installieren. Ihre Effizienz könnte niedriger sein, basierend auf den Systemen, die Sie vergleichen. Das ist etwas zu beachten. Wenn Sie sich für maximale Effizienz entscheiden, ziehen Sie ein Mini-Split-System mit Kanal in Betracht. Die Technologie ist die gleiche, aber die Innengeräte sind in vorhandenen Kanälen in der Nähe der Lüftungsschlitze versteckt.

Bestehendes Haus ohne Kanäle:

Häuser, die mit Kesselsystemen gebaut wurden, haben keine Kanäle. Wenn das Kesselsystem durch ein Wärmepumpensystem ersetzt wird, ist ein Mini-Split-Kanalsystem die beste Option. Das Hinzufügen von Kanälen zu einem bestehenden Haus ist sehr kostspielig, invasiv, chaotisch und zeitaufwändig.

Große Einzelzone ohne Kanal:

Fertigstellung eines Kellers oder Dachbodens? Eine Garage in Wohnraum verwandeln? Hinzufügen eines Hausbesitzer Schlafzimmer (aka Master Suite)? Ein Single-Zone-Mini-Split-System ist eine gute Wahl.

FAQs:

Verbrauchen invertergetriebene Kompressoren 50% weniger Energie?

Verschiedene HLK-Hersteller behaupten, dass die Invertertechnologie den Energieverbrauch im Vergleich zu einstufigen Kompressoren um 50% bis 64% senkt. Sind das nur wilde Marketing-Behauptungen oder sind sie forschungserprobt?

Letzteres.

Klimaanlagen und Wärmepumpen mit Inverter-Kompressor reduzieren den Energieverbrauch drastisch. Der Kompromiss ist ein höherer Preis für das Gerät.

Ist eine wechselrichterbetriebene Wechselstrom- oder Wärmepumpe die Kosten wert?

Wie schnell werden sich niedrigere Energiekosten für die hochpreisigen Geräte auszahlen? Die Amortisationszeit variiert von einigen Jahren bis „nie“, je nachdem, wie stark die Klimaanlage oder Wärmepumpe genutzt wird.

Der Komfort in Innenräumen ist neben den Kosten ein weiterer zu berücksichtigender Faktor. Viele Hausbesitzer wünschen sich die präzisen Temperaturen und eine bessere Feuchtigkeitsregelung, die Wechselrichtersysteme unabhängig vom Preis bieten.