Jaka jest zasada działania pompy ciepła powietrze-woda?

Jaka jest zasada działania pompy ciepła powietrze-woda?

Jako wydajne, energooszczędne i przyjazne dla środowiska urządzenie grzewcze i chłodnicze, powietrzna pompa ciepła zajmuje ważne miejsce w dziedzinie nowoczesnego wykorzystania energii. Zasada działania pompy ciepła powietrze-woda opiera się na koncepcji transferu ciepła, która sprytnie wykorzystuje energię cieplną w powietrzu, aby osiągnąć transfer energii i poprawę, i ma wiele znaczących zalet. Poniżej opisano zasadę działania i zalety pomp ciepła powietrze-woda:

Podstawowy cykl roboczy

Pompa ciepła powietrze-woda składa się z czterech głównych elementów: parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego. Proces roboczy pompy ciepła powietrze-woda tworzy zamknięty cykl.

1. Parownik - odprowadzenie ciepła

Parownik jest kluczowym elementem wymiany ciepła między pompą ciepła powietrze-woda a powietrzem zewnętrznym. Do parownika wchodzi czynnik chłodniczy o niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu (taki jak freon) po dławieniu i dekompresji przez zawór rozprężny. W tym momencie temperatura wrzenia czynnika chłodniczego jest znacznie obniżona i szybko odparowuje i paruje w parowniku. Ponieważ duża ilość ciepła musi zostać pochłonięta ze stanu ciekłego do gazowego, a temperatura powietrza wokół parownika jest stosunkowo wysoka, ciepło jest przenoszone z powietrza do czynnika chłodniczego, powodując, że czynnik chłodniczy odparowuje do stanu gazowego o niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu, a powietrze jest chłodzone. Ten proces osiąga cel pochłaniania ciepła z powietrza, tak jak wydobywanie darmowego ciepła z ogromnego „zbiornika ciepła” natury.

2. Kompresor - poprawa energetyczna

Niskotemperaturowy i niskociśnieniowy gazowy czynnik chłodniczy wydostający się z parownika jest zasysany do sprężarki, a sprężarka spręża go i wykonuje pracę. Pod wpływem silnego sprężania sprężarki ciśnienie i temperatura czynnika chłodniczego gwałtownie wzrastają i stają się gazem o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu. W tym momencie energia zawarta w czynniku chłodniczym ulega znacznemu zwiększeniu. Podobnie jak pompowanie wody z niższego miejsca do wyższego miejsca przez pompę wodną zwiększa energię potencjalną wody, sprężarka dostarcza energię czynnikowi chłodniczemu, dzięki czemu ma on zdolność uwalniania ciepła do środowiska o wysokiej temperaturze. .

3. Skraplacz - uwalnianie ciepła 

Wysokotemperaturowy i wysokociśnieniowy gazowy czynnik chłodniczy następnie trafia do skraplacza. Skraplacz jest zwykle podłączony do przestrzeni wewnętrznej, która wymaga ogrzewania (takiej jak rury ogrzewania podłogowego, grzejniki itp.) lub do zbiornika ciepłej wody użytkowej. Ponieważ temperatura czynnika chłodniczego jest wyższa niż temperatura otoczenia wewnętrznego lub wody w zbiorniku wody, ciepło jest przenoszone z czynnika chłodniczego do przestrzeni wewnętrznej lub wody, powodując wzrost temperatury wewnętrznej lub podgrzewanie wody. Podczas tego procesu gazowy czynnik chłodniczy stopniowo skrapla się i skrapla po uwolnieniu ciepła i powraca do stanu ciekłego, kończąc kluczowy krok transportu ciepła z powietrza do pomieszczenia lub wody.

4. Zawór rozprężny - sterowanie cyrkulacją

Po wypłynięciu ciekłego czynnika chłodniczego ze skraplacza przechodzi on przez zawór rozprężny. Funkcją zaworu rozprężnego jest dławienie i dekompresja czynnika chłodniczego, powodując ponowne obniżenie jego ciśnienia i temperatury oraz powrót do stanu niskiej temperatury i niskiego ciśnienia, gdy wchodzi do parownika, przygotowując się do następnej rundy procesu parowania pochłaniającego ciepło w parowniku. Zawór rozprężny jest jak zawór regulujący przepływ, dokładnie kontrolujący przepływ i ciśnienie czynnika chłodniczego, aby zapewnić, że cały system pompy ciepła ze źródłem powietrza może działać stabilnie i wydajnie.

Dzięki takiemu ciągłemu procesowi cyklu pompa ciepła powietrze-powietrze może nieprzerwanie pobierać ciepło z powietrza i podnosić je do wyższej temperatury w celu ogrzewania wnętrza, podgrzewania wody użytkowej lub uzyskania funkcji chłodzenia latem (poprzez zmianę kierunku przepływu czynnika chłodniczego ciepło w pomieszczeniu jest przenoszone do powietrza zewnętrznego).