Kakšen je princip delovanja toplotne črpalke na zrak?

Kakšen je princip delovanja toplotne črpalke na zrak?

Kot učinkovita, energetsko varčna in okolju prijazna oprema za ogrevanje in hlajenje, toplotna črpalka zračnega vira zavzema pomembno mesto na področju sodobne rabe energije. Načelo delovanja toplotne črpalke zračni vir temelji na konceptu prenosa toplote, ki pametno izkorišča toplotno energijo v zraku za doseganje prenosa in izboljšave energije ter ima številne pomembne prednosti. V nadaljevanju bomo podrobneje predstavili princip delovanja in prednosti zračnih toplotnih črpalk:

Osnovni delovni cikel

Toplotna črpalka za zrak je v glavnem sestavljena iz štirih osnovnih komponent: uparjalnika, kompresorja, kondenzatorja in ekspanzijskega ventila. Delovni proces toplotne črpalke zrak tvori sistem zaprtega cikla.

1. Uparjalnik - odvzem toplote

Uparjalnik je ključna komponenta za izmenjavo toplote med toplotno črpalko zračnega vira in zunanjim zrakom. V uparjalnik vstopi nizkotemperaturno in nizkotlačno tekoče hladilno sredstvo (kot je freon), potem ko ga ekspanzijski ventil duši in razkompresira. V tem času se vrelišče hladilnega sredstva močno zmanjša in hitro izhlapi in upari v uparjalniku. Ker je treba absorbirati veliko količino toplote iz tekočega v plinasto stanje in je temperatura zraka okoli uparjalnika razmeroma visoka, se toplota prenese iz zraka na hladilno sredstvo, kar povzroči, da hladilno sredstvo izhlapi v nizkotemperaturno in nizkotemperaturno tlak v plinastem stanju, zrak pa se ohladi. S tem postopkom se doseže namen absorbiranja toplote iz zraka, tako kot pridobivanje proste toplote iz ogromnega "toplotnega rezervoarja" narave.

2. Kompresor - izboljšanje energije

Nizkotemperaturno in nizkotlačno plinsko hladilno sredstvo, ki izhaja iz uparjalnika, se vsesa v kompresor, ta pa ga stisne in opravlja delo. Pod močnim stiskanjem kompresorja se tlak in temperatura hladilnega sredstva močno povečata in postaneta visokotemperaturni in visokotlačni plin. V tem času se energija v hladilnem sredstvu znatno poveča. Tako kot črpanje vode z nižjega mesta na višje prek vodne črpalke poveča potencialno energijo vode, kompresor zagotavlja energijo hladilnemu sredstvu, tako da lahko odda toploto okolju z visoko temperaturo. .

3. Kondenzator - sproščanje toplote 

Visokotemperaturno in visokotlačno plinasto hladilno sredstvo nato vstopi v kondenzator. Kondenzator je običajno povezan z notranjim prostorom, ki potrebuje ogrevanje (kot so cevi za talno ogrevanje, radiatorji itd.) ali z rezervoarjem za sanitarno vodo. Ker je temperatura hladilnega sredstva višja od temperature notranjega okolja ali vode v rezervoarju za vodo, se toplota prenese iz hladilnega sredstva v notranji prostor ali vodo, kar povzroči dvig notranje temperature ali segrevanje vode. Med tem procesom se plinasto hladilno sredstvo po sprostitvi toplote postopoma kondenzira in utekočini ter se vrne v tekoče stanje, s čimer se zaključi ključni korak prenosa toplote iz zraka v prostor ali vodo.

4. Ekspanzijski ventil - regulacija cirkulacije

Ko tekoče hladilno sredstvo izteče iz kondenzatorja, gre skozi ekspanzijski ventil. Funkcija ekspanzijskega ventila je dušiti in zmanjšati tlak hladiva, zaradi česar se njegov tlak in temperatura ponovno znižata in se vrneta v stanje nizke temperature in nizkega tlaka, ko vstopi v uparjalnik, ter se pripravi na naslednji krog izhlapevanja, ki absorbira toploto. proces v uparjalniku. Ekspanzijski ventil je kot ventil za regulacijo pretoka, ki natančno nadzoruje pretok in tlak hladilnega sredstva, da zagotovi, da lahko celoten sistem toplotne črpalke zraka deluje stabilno in učinkovito.

S takšnim procesom neprekinjenega cikla lahko toplotna črpalka zrak stalno absorbira toploto iz zraka in jo dvigne na višjo temperaturo za ogrevanje notranjih prostorov, pripravo tople vode za gospodinjstvo ali doseganje funkcije hlajenja poleti (S preklopom smeri pretoka hladiva , toplota v prostoru se prenaša na zunanji zrak)