Qual è il principio di funzionamento della pompa di calore aria-aria?

Qual è il principio di funzionamento della pompa di calore aria-aria?

Come apparecchiatura di riscaldamento e raffreddamento efficiente, a risparmio energetico e rispettosa dell'ambiente, pompa di calore ad aria occupa una posizione importante nel campo dell'utilizzo moderno dell'energia. Il principio di funzionamento della pompa di calore ad aria si basa sul concetto di trasferimento di calore, che utilizza in modo intelligente l'energia termica nell'aria per ottenere il trasferimento e il miglioramento dell'energia e presenta molti vantaggi significativi. Di seguito verranno illustrati il ​​principio di funzionamento e i vantaggi delle pompe di calore ad aria:

Ciclo di lavoro di base

La pompa di calore ad aria è composta principalmente da quattro componenti principali: evaporatore, compressore, condensatore e valvola di espansione. Il processo di funzionamento della pompa di calore ad aria forma un sistema a ciclo chiuso.

1. Evaporatore - estrazione del calore

L'evaporatore è un componente chiave per lo scambio di calore tra la pompa di calore ad aria e l'aria esterna. Nell'evaporatore, il refrigerante liquido a bassa temperatura e bassa pressione (come il Freon) entra dopo essere stato strozzato e decompresso dalla valvola di espansione. In questo momento, il punto di ebollizione del refrigerante viene notevolmente ridotto ed evapora e vaporizza rapidamente nell'evaporatore. Poiché una grande quantità di calore deve essere assorbita dallo stato liquido a quello gassoso e la temperatura dell'aria attorno all'evaporatore è relativamente alta, il calore viene trasferito dall'aria al refrigerante, facendo sì che il refrigerante evapori in uno stato gassoso a bassa temperatura e bassa pressione e l'aria viene raffreddata. Questo processo raggiunge lo scopo di assorbire calore dall'aria, proprio come estrarre calore gratuito dall'enorme "serbatoio di calore" della natura.

2. Compressore - miglioramento energetico

Il refrigerante gassoso a bassa temperatura e bassa pressione che esce dall'evaporatore viene aspirato nel compressore, che lo comprime e svolge il lavoro. Sotto la forte compressione del compressore, la pressione e la temperatura del refrigerante aumentano bruscamente e diventano un gas ad alta temperatura e alta pressione. In questo momento, l'energia contenuta nel refrigerante aumenta significativamente. Proprio come pompare acqua da un posto più basso a uno più alto tramite una pompa dell'acqua aumenta l'energia potenziale dell'acqua, il compressore fornisce energia al refrigerante in modo che abbia la capacità di rilasciare calore in un ambiente ad alta temperatura. .

3. Condensatore - rilascio di calore 

Il refrigerante gassoso ad alta temperatura e alta pressione entra quindi nel condensatore. Il condensatore è solitamente collegato allo spazio interno che necessita di riscaldamento (come tubi di riscaldamento a pavimento, radiatori, ecc.) o al serbatoio dell'acqua calda sanitaria. Poiché la temperatura del refrigerante è superiore alla temperatura dell'ambiente interno o dell'acqua nel serbatoio dell'acqua, il calore viene trasferito dal refrigerante allo spazio interno o all'acqua, causando l'aumento della temperatura interna o il riscaldamento dell'acqua. Durante questo processo, il refrigerante gassoso si condensa gradualmente e si liquefa dopo aver rilasciato calore e torna allo stato liquido, completando il passaggio chiave del trasporto del calore dall'aria alla stanza o all'acqua.

4. Valvola di espansione - controllo della circolazione

Dopo che il refrigerante liquido fuoriesce dal condensatore, passa attraverso la valvola di espansione. La funzione della valvola di espansione è quella di strozzare e depressurizzare il refrigerante, facendo sì che la sua pressione e temperatura scendano di nuovo e tornino allo stato di bassa temperatura e bassa pressione quando entra nell'evaporatore, preparandosi per il successivo ciclo di processo di evaporazione ad assorbimento di calore nell'evaporatore. La valvola di espansione è come una valvola di regolazione del flusso, che controlla accuratamente il flusso e la pressione del refrigerante per garantire che l'intero sistema di pompa di calore ad aria possa funzionare in modo stabile ed efficiente.

Attraverso un processo a ciclo continuo, la pompa di calore ad aria può assorbire continuamente calore dall'aria e portarlo a una temperatura più elevata per il riscaldamento degli ambienti interni, la produzione di acqua calda sanitaria o la funzione di refrigerazione in estate (cambiando la direzione del flusso del refrigerante, il calore nella stanza viene trasferito all'aria esterna).