Qual é o princípio de operação da bomba de calor de fonte aérea?

Qual é o princípio de operação da bomba de calor de fonte aérea?

Como um equipamento eficiente, econômico e amigo do meio ambiente para aquecimento e resfriamento, bomba de Calor de Fonte de Ar ocupa uma posição importante no campo de utilização de energia moderna. O princípio de funcionamento da bomba de calor de fonte aérea baseia-se no conceito de transferência de calor, que utiliza inteligentemente a energia térmica do ar para alcançar a transferência e melhoria de energia, e possui muitas vantagens significativas. A seguir, será detalhado o princípio de funcionamento e as vantagens das bombas de calor de fonte aérea:

Ciclo básico de trabalho

A bomba de calor de fonte aérea é composta principalmente por quatro componentes principais: evaporador, compressor, condensador e válvula de expansão. O processo de funcionamento da bomba de calor de fonte aérea forma um sistema de ciclo fechado.

1. Evaporador - extração de calor

O evaporador é um componente-chave para a troca de calor entre a bomba de calor de fonte aérea e o ar externo. No evaporador, o fluido refrigerante em estado líquido a baixa temperatura e baixa pressão (como o Freon) entra após ser regulado e descompressado pela válvula de expansão. Nesse momento, o ponto de ebulição do refrigerante é drasticamente reduzido, e ele evapora rapidamente no evaporador. Como uma grande quantidade de calor é necessária para a transição do estado líquido para o gasoso, e a temperatura do ar ao redor do evaporador é relativamente alta, o calor é transferido do ar para o refrigerante, fazendo com que o refrigerante evapore para um estado gasoso de baixa temperatura e baixa pressão, enquanto o ar é resfriado. Esse processo atinge o objetivo de absorver calor do ar, como se estivesse extraindo calor gratuito do enorme "reservatório de calor" da natureza.

2. Compressor - melhoria de energia

O refrigerante de gás a baixa temperatura e baixa pressão que sai do evaporador é sugado pelo compressor, e o compressor o comprime e realiza trabalho. Sob a forte compressão do compressor, a pressão e a temperatura do refrigerante aumentam abruptamente e se tornam um gás de alta temperatura e alta pressão. Neste momento, a energia contida no refrigerante aumenta significativamente. Assim como bombear água de um lugar mais baixo para um lugar mais alto através de uma bomba d'água aumenta a energia potencial da água, o compressor fornece energia ao refrigerante para que ele tenha a capacidade de liberar calor em um ambiente de alta temperatura.

3. Condensador - liberação de calor  

O refrigerante gasoso de alta temperatura e alta pressão então entra no condensador. O condensador geralmente está conectado ao espaço interno que precisa de aquecimento (como tubos de aquecimento do piso, radiadores, etc.) ou ao tanque de água quente doméstica. Como a temperatura do refrigerante é maior do que a temperatura do ambiente interno ou da água no tanque, o calor é transferido do refrigerante para o ambiente interno ou para a água, fazendo com que a temperatura interna aumente ou a água seja aquecida. Durante este processo, o refrigerante gasoso gradualmente se condensa e liquefaz após liberar calor, retornando ao estado líquido e completando a etapa-chave de transportar calor do ar para o ambiente ou água.

4. Válvula de expansão - controle de circulação

Após o fluido refrigerante fluir do condensador, ele passa pelo válvula de expansão. A função da válvula de expansão é restringir e reduzir a pressão do refrigerante, fazendo com que sua pressão e temperatura diminuam novamente e retornem ao estado de baixa temperatura e baixa pressão quando entra no evaporador, preparando-se para o próximo ciclo de absorção de calor no evaporador. A válvula de expansão é como uma válvula reguladora de fluxo, controlando precisamente o fluxo e a pressão do refrigerante para garantir que todo o sistema de bomba de calor de fonte aérea opere de forma estável e eficiente.

Por meio desse processo cíclico contínuo, a bomba de calor de fonte aérea pode absorver continuamente calor do ar e elevá-lo a um nível de temperatura mais alto para aquecimento interno, produção de água quente doméstica ou realização da função de refrigeração no verão (transferindo o calor do ambiente interno para o ar externo ao inverter a direção de fluxo do refrigerante).