Каков принцип работы теплового насоса воздуха?

Каков принцип работы теплового насоса воздуха?

Как высокоэффективное, энергосберегающее и экологически чистое оборудование для отопления и охлаждения, Воздушной тепловой насос занимает важное место в области современного использования энергии. Принцип работы теплового насоса с воздушным источником основан на концепции передачи тепла, которая умело использует тепловую энергию воздуха для достижения передачи и повышения энергии, обладая многими значительными преимуществами. Ниже будет подробно рассказано о принципе работы и преимуществах тепловых насосов с воздушным источником:

Основной рабочий цикл

Тепловой насос с воздушным источником тепла в основном состоит из четырех основных компонентов: испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного клапана. Процесс работы теплового насоса с воздушным источником тепла образует замкнутую циклическую систему.

1. Испаритель - извлечение тепла

Испаритель является ключевым элементом для теплообмена между тепловым насосом воздушного источника и наружным воздухом. В испарителе низкотемпературный и низкодавленный жидкий хладагент (например, фреон) входит после дросселирования и разжижения через расширительный клапан. В этот момент температура кипения хладагента значительно снижается, и он быстро испаряется и переходит в газообразное состояние в испарителе. Поскольку для перехода из жидкого состояния в газообразное требуется поглощение большого количества тепла, а температура воздуха вокруг испарителя относительно высока, тепло передается от воздуха к хладагенту, что приводит к испарению хладагента в низкотемпературное и низкодавленное газообразное состояние, охлаждая воздух. Этот процесс достигает цели поглощения тепла из воздуха, как бы извлекая свободное тепло из огромного "теплового резервуара" природы.

2. Компрессор - повышение энергии

Холодильный агент с низкой температурой и низким давлением, выходящий из испарителя, всасывается в компрессор, и компрессор сжимает его, выполняя работу. Под сильным сжатием компрессора давление и температура хладагента резко увеличиваются, превращаясь в высокотемпературный и высокодавливый газ. В этот момент энергия, содержащаяся в хладагенте, значительно возрастает. Так же как подъем воды с нижней точки на более высокую через насос увеличивает потенциальную энергию воды, компрессор передает энергию хладагенту, чтобы тот имел возможность отдавать тепло в высокотемпературную среду.

3. Конденсатор - отдача тепла  

Высокотемпературный и высокодавленный газообразный хладагент затем поступает в конденсатор. Конденсатор обычно подсоединен к внутреннему пространству, которое нужно обогреть (например, трубы для отопления пола, радиаторы и т.д.) или к баку с горячей водой. Поскольку температура хладагента выше температуры внутренней среды или воды в баке, тепло передается от хладагента к помещению или воде, что приводит к повышению температуры внутри помещения или нагреву воды. В процессе газообразный хладагент постепенно конденсируется и переходит в жидкое состояние после отдачи тепла, завершая ключевой этап переноса тепла из воздуха в помещение или воду.

4. Расширительный клапан - контроль циркуляции

После того, как жидкий хладагент выходит из конденсатора, он проходит через расширительный клапан. Функция расширительного клапана заключается в дросселировании и разжижении хладагента, что приводит к снижению его давления и температуры, снова возвращая его в состояние низкого давления и низкой температуры перед входом в испаритель, готовясь к следующему циклу поглощения тепла и испарения в испарителе. Расширительный клапан работает как регулирующий клапан потока, точно контролируя поток и давление хладагента, чтобы обеспечить стабильную и эффективную работу всей системы воздушного теплового насоса.

Благодаря такому непрерывному циклическому процессу, воздушный тепловой насос может постоянно поглощать тепло из воздуха и повышать его до более высокого уровня для обогрева помещений, приготовления горячей воды или выполнения функции охлаждения летом (путем переключения направления потока хладагента, тепло из помещения передается наружный воздух).