Ako funguje vzduchové tepelné čerpadlo?

Ako funguje vzduchové tepelné čerpadlo?

Jako účinné, energeticky úsporné a ekologické vybavenie na otopenie a chlodenie, vzduchová tepelná púpka zaujíma dôležité miesto v oblasti moderného využívania energie. Pracovný princíp vzduchového čerpadla tepla je založený na koncepte prenosu tepla, ktorý chytrajúce využíva tepelnú energiu vo vzduchu na dosiahnutie prenosu a vylepšenia energie, a má mnoho významných výhod. Následujúco sa budú podrobnejšie rozoberať pracovný princíp a výhody vzduchových čerpadiel tepla:

Základný pracovný cyklus

Vzduchová čerpadlo tepla sa hlavne skladá z štyroch kľúčových komponentov: evaporation, kompresor, kondenzátor a rozšírenkový ventil. Pracovný proces vzduchového čerpadla tepla tvorí uzavretý cyklický systém.

1. Evaporátor - výber tepla

Vaporižér je kľúčovou súčasťou na prenos tepla medzi tepelným pumpy z ovzdušia a vonkajším vzduchom. Do vaporižéru vstupuje po štartovaní a dekompresii cez rozšírenkový ventil nízko-teplotná a nízko-tlaková kapalná chladivá (ako je napríklad Freon). V tomto momente sa bod varu chladivej výrazne zníži a rýchlo sa vypařuje a vaporizuje vo vaporižéri. Pretože pri prechode z kapalného do plynového stavu je potrebné absorbovať veľké množstvo tepla, a teplota vzduchu okolo vaporižéra je relatívne vyššia, prechádza sa teplá od vzduchu k chladivej, čo spôsobí, že chladiva sa vypaří do nízko-teplotného a nízko-tlakého plynového stavu, a vzduch sa ochladí. Tento proces dosahuje cieľ absorpcie tepla z ovzdušia, tak ako ak by sme extrahovali bezplatné teplo z obrovského „teplačky“ prírody.

2. Kompresor - zlepšenie energie

Nízko teplotný a nízkoťažkový plynový chladivé médium, ktoré vytečie z evaporation, je vzsát kompresorom, a kompresor ho stlačí a vykoná prácu. Pri silnej stlačnosti kompresora sa náhle zvýšiť tlak a teplota chladivejho médiu a stane sa vysoko teplotným a vysokoťažkovým plynom. V tomto momente sa výrazne zvýši množstvo energie obsiahnuté v chladivej hmoty. Podobne ako pri prekvapovaní vody z nižšieho miesta na vyššie miesto pomocou vodného pumpu sa zvýši potenciálna energia vody, kompresor dodáva energiu chladivejmu médiu tak, aby mal schopnosť uvoľňovať teplo do vysoko teplotného prostredia.

3. Kondenzátor - uvoľňovanie tepla  

Vysokoteplný a vysokoťačný plynový chladiviec následne vstupuje do kondenzátora. Kondenzátor je obvykle pripojený k vnútornému priestoru, ktorý treba otopiť (ako podlahové otopenie, radiátory atď.) alebo k nádrži s hriechou vodou. Keďže teplota chladivca je vyššia ako teplota vnútorného prostredia alebo vody v nádrži, prenáša sa teplo z chladivca do priestoru alebo vody, čo spôsobuje, že sa vnútorná teplota zvýši alebo sa voda začne ohrievať. Počas tohto procesu sa plynový chladivec postupne kondenzuje a zkapalňuje sa po vypustení tepla, čo ho vráti do kapalného stavu a ukončí tak klúčový krok prenosu tepla z ovzdušia do priestoru alebo vody.

4. Rozšírenková ventilácia - ovládanie cirkulácie

Po tom, ako kapalný chladivý agent vytečie z kondenzátora, prechádza rozšírivou ventilom. Úlohou rozšírivého ventílu je úzkať a snižovať tlak chladivého materiálu, čo spôsobí jeho znovu klesnutie tlaku a teploty a návrat do stavu nízkej teploty a nízkeho tlaku pred tým, než vstúpi do evaporátora, pripravený na ďalšiu fázu tepelného absorpčného procesu v evaporátore. Rozšíriací ventil je ako regulujúci ventil prúdu, presne ovláda prúd a tlak chladivého materiálu, aby sa celý systém vzdušného žiarohromadu mohol pohybovať stabilne a efektívne.

Takýmto spojitým cyklickým procesom môže vzdušný žiarohromad neustále poberať teplo z ovzdušia a zvyšovať ho na vyššiu teplotnú úroveň pre otopenie v priestore, výrobu horkého vody alebo dosiahnutie chladenia v lete (prepnutím smeru chod chladivého materiálu sa teplo z priestoru presunie na vonkajšie ovzdušie).