หลักการทำงานของปั๊มความร้อนแหล่งอากาศคืออะไร?

หลักการทำงานของปั๊มความร้อนแหล่งอากาศคืออะไร?

เป็นอุปกรณ์ทำความร้อนและทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพ ประหยัดพลังงาน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ มีบทบาทสำคัญในด้านการใช้พลังงานสมัยใหม่ หลักการทำงานของปั๊มความร้อนจากอากาศนั้นอิงตามแนวคิดของการถ่ายเทความร้อน ซึ่งใช้พลังงานความร้อนในอากาศอย่างชาญฉลาดเพื่อถ่ายโอนและปรับปรุงพลังงาน และมีข้อดีที่สำคัญหลายประการ ต่อไปนี้จะอธิบายหลักการทำงานและข้อดีของปั๊มความร้อนจากอากาศอย่างละเอียด:

วงจรการทำงานพื้นฐาน

ปั๊มความร้อนแบบแหล่งอากาศประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสี่ส่วน ได้แก่ เครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และวาล์วขยายตัว กระบวนการทำงานของปั๊มความร้อนแบบแหล่งอากาศก่อให้เกิดระบบวงจรปิด

1. เครื่องระเหย-ดูดความร้อน

เครื่องระเหยเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างปั๊มความร้อนแหล่งอากาศและอากาศภายนอก ในเครื่องระเหย สารทำความเย็นเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำ (เช่น ฟรีออน) จะเข้ามาหลังจากถูกควบคุมและคลายแรงดันโดยวาล์วขยายตัว ในเวลานี้ จุดเดือดของสารทำความเย็นจะลดลงอย่างมาก และระเหยและกลายเป็นไออย่างรวดเร็วในเครื่องระเหย เนื่องจากจำเป็นต้องดูดซับความร้อนจำนวนมากจากสถานะของเหลวเป็นก๊าซ และอุณหภูมิอากาศรอบๆ เครื่องระเหยค่อนข้างสูง ความร้อนจึงถูกถ่ายเทจากอากาศไปยังสารทำความเย็น ทำให้สารทำความเย็นระเหยเป็นสถานะก๊าซที่มีอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำ และอากาศก็เย็นลง กระบวนการนี้บรรลุวัตถุประสงค์ในการดูดซับความร้อนจากอากาศ เช่นเดียวกับการสกัดความร้อนอิสระจาก "แหล่งความร้อน" ขนาดใหญ่ของธรรมชาติ

2. คอมเพรสเซอร์ - ปรับปรุงพลังงาน

สารทำความเย็นแก๊สอุณหภูมิต่ำและแรงดันต่ำที่ออกมาจากเครื่องระเหยจะถูกดูดเข้าไปในคอมเพรสเซอร์ และคอมเพรสเซอร์จะบีบอัดและทำงาน ภายใต้การบีบอัดที่รุนแรงของคอมเพรสเซอร์ แรงดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและกลายเป็นก๊าซอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ในเวลานี้ พลังงานที่มีอยู่ในสารทำความเย็นจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เช่นเดียวกับการสูบน้ำจากที่ต่ำไปยังที่ที่สูงขึ้นผ่านปั๊มน้ำ การเพิ่มพลังงานศักย์ของน้ำ คอมเพรสเซอร์จะจ่ายพลังงานให้กับสารทำความเย็นเพื่อให้สามารถปล่อยความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้

3. คอนเดนเซอร์ - ระบายความร้อน 

สารทำความเย็นที่เป็นก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ โดยทั่วไปคอนเดนเซอร์จะเชื่อมต่อกับพื้นที่ภายในอาคารที่ต้องการความร้อน (เช่น ท่อทำความร้อนใต้พื้น หม้อน้ำ เป็นต้น) หรือถังเก็บน้ำร้อนภายในบ้าน เนื่องจากอุณหภูมิของสารทำความเย็นสูงกว่าอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภายในอาคารหรือน้ำในถังเก็บน้ำ ความร้อนจึงถูกถ่ายเทจากสารทำความเย็นไปยังพื้นที่ภายในอาคารหรือน้ำ ทำให้อุณหภูมิภายในอาคารสูงขึ้นหรือทำให้น้ำร้อนขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ สารทำความเย็นที่เป็นก๊าซจะค่อยๆ ควบแน่นและกลายเป็นของเหลวหลังจากปล่อยความร้อน และกลับสู่สถานะของเหลว ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการถ่ายเทความร้อนจากอากาศไปยังห้องหรือน้ำ

4. วาล์วขยายตัว - ควบคุมการไหลเวียน

หลังจากสารทำความเย็นเหลวไหลออกจากคอนเดนเซอร์แล้ว ก็จะผ่านวาล์วขยายตัว หน้าที่ของวาล์วขยายตัวคือควบคุมและลดแรงดันของสารทำความเย็น ทำให้ความดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็นลดลงอีกครั้ง และกลับสู่สถานะอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำเมื่อเข้าสู่เครื่องระเหย เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับกระบวนการระเหยดูดซับความร้อนรอบต่อไปในเครื่องระเหย วาล์วขยายตัวเป็นเหมือนวาล์วควบคุมการไหล โดยควบคุมการไหลและความดันของสารทำความเย็นได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบปั๊มความร้อนแหล่งอากาศทั้งหมดจะทำงานได้อย่างเสถียรและมีประสิทธิภาพ

ด้วยกระบวนการวงจรต่อเนื่องดังกล่าว ปั๊มความร้อนจากอากาศสามารถดูดซับความร้อนจากอากาศได้อย่างต่อเนื่องและเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้นเพื่อการทำความร้อนภายในอาคาร ทำน้ำอุ่นภายในบ้าน หรือทำหน้าที่ทำความเย็นในฤดูร้อน (โดยการสลับทิศทางการไหลของสารทำความเย็น ความร้อนในห้องจะถูกถ่ายโอนไปยังอากาศภายนอก)