Wat is het werkingsprincipe van een luchtbronwarmtepomp?

Wat is het werkingsprincipe van een luchtbronwarmtepomp?

Als een efficiënt, energiebesparend en milieuvriendelijk verwarmings- en koelsysteem, luchtbronwarmtepomp heeft een belangrijke positie ingenomen in het moderne energiegebruik. Het werkingso principe van de luchtbronwarmtepomp berust op het concept van warmteoverdracht, dat slim gebruikmaakt van de thermische energie in de lucht om energieoverdracht en -verbetering te realiseren, en biedt vele belangrijke voordelen. Hieronder volgt een uitleg over het werkingso principe en de voordelen van luchtbronwarmtepompen:

Basiswerkingscyclus

De luchtbronwarmtepomp bestaat voornamelijk uit vier kernonderdelen: evaporator, compressor, condensator en expansieklep. Het werkingstroces van de luchtbronwarmtepomp vormt een gesloten cyclisch systeem.

1. Evaporator - hitteextractie

De evaporator is een belangrijk onderdeel voor de warmte-uitwisseling tussen de luchtbronwarmtepomp en de buitenlucht. In de evaporator komt het door de expansieklep gedempeerde en gedecomprimeerde vloeibare koelmiddel (zoals Freon) binnen. Op dit moment daalt het kookpunt van het koelmiddel aanzienlijk, waardoor het snel verdampt en in gasvorm overgaat in de evaporator. Aangezien er veel warmte nodig is om over te gaan van vloeistof naar gasvorm, en de temperatuur van de lucht rond de evaporator relatief hoog is, wordt warmte overgedragen van de lucht naar het koelmiddel, waardoor het koelmiddel verdampt tot een laagtemperatuur en laagdruk gasvormige toestand, en de lucht afkoelt. Dit proces bereikt het doel om warmte uit de lucht op te nemen, alsof er gratis warmte wordt getrokken uit de enorme "warmte-reservoir" van de natuur.

2. Compressor - energieverhoging

De laagtemperatuur- en lagedruk-gasvormige koelmiddel dat uit de evaporator komt, wordt opgezogen door de compressor, en de compressor comprimeert het en verricht werk. Onder de sterke compressie van de compressor neemt de druk en temperatuur van het koelmiddel scherp toe en wordt het een hoge-temperatuur en hoge-druk gas. Op dit moment neemt de energie die in het koelmiddel zit aanzienlijk toe. Net zoals het pompen van water van een lagere naar een hogere plaats via een waterpomp het potentiële energie van het water verhoogt, geeft de compressor energie aan het koelmiddel zodat het de mogelijkheid heeft om warmte af te geven in een hoge-temperatuur omgeving.

3. Condensator - afgeven van warmte  

De hoge-temperatuur en hoge-druk gasvormige koelstof gaat vervolgens naar de condensor. De condensor is meestal verbonden met de inwendige ruimte die verwarmd moet worden (zoals vloerverwarmingpijpen, radiatoren, etc.) of met de tank voor warm water. Aangezien de temperatuur van de koelstof hoger is dan de temperatuur van de inwendige omgeving of het water in de tank, wordt warmte overgedragen van de koelstof naar de inwendige ruimte of het water, waardoor de inwendige temperatuur stijgt of het water wordt opgewarmd. Tijdens dit proces kondenseert de gasvormige koelstof geleidelijk en vloeibaar na het afgeven van warmte, en keert terug tot de vloeistoftoestand, voltooiend de belangrijke stap van het overbrengen van warmte van de lucht naar de ruimte of water.

4. Uitbreidingsklep - circulatiecontrole

Nadat het vloeibare koelmiddel uit de condensator stroomt, gaat het door de expansieklep. De functie van de expansieklep is om het koelmiddel te throttelen en te decomprimeren, waardoor de druk en temperatuur weer dalen en terugkeren naar de lage temperatuur en lage druktoestand wanneer het de evaporator ingaat, zich voorbereidend op het volgende rondje van het hitteopnemende verdampingsproces in de evaporator. De expansieklep is als een stroomregelklep, nauwkeurig het debiet en de druk van het koelmiddel regulerend om ervoor te zorgen dat het gehele luchtbronwarmtepompensysteem stabiel en efficiënt kan functioneren.

Door zo'n continue cyclisch proces kan de luchtbronwarmtepomp continu warmte uit de lucht opnemen en deze verhogen tot een hoger temperatuurniveau voor binnenverwarming, heet water produceren of de koelingsfunctie bereiken in de zomer (door de stroomrichting van het koelmiddel om te schakelen, wordt de warmte uit de kamer overgedragen naar de buitenlucht).