Nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt nguồn không khí là gì?

Nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt nguồn không khí là gì?

Là thiết bị sưởi ấm và làm mát hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, máy bơm nhiệt nguồn không khí chiếm vị trí quan trọng trong lĩnh vực sử dụng năng lượng hiện đại. Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt nguồn không khí dựa trên khái niệm truyền nhiệt, khéo léo tận dụng năng lượng nhiệt trong không khí để đạt được sự chuyển giao và cải thiện năng lượng, và có nhiều ưu điểm đáng kể. Phần sau sẽ trình bày chi tiết về nguyên lý hoạt động và những ưu điểm của bơm nhiệt nguồn không khí:

Chu trình làm việc cơ bản

Máy bơm nhiệt nguồn không khí chủ yếu được cấu thành bởi bốn bộ phận cốt lõi: dàn bay hơi, máy nén, dàn ngưng và van tiết lưu. Quy trình hoạt động của máy bơm nhiệt nguồn không khí tạo thành một hệ thống chu trình khép kín.

1. Dàn bay hơi - trích xuất nhiệt

Bộ bay hơi là thành phần chính cho việc trao đổi nhiệt giữa máy bơm nhiệt nguồn không khí và không khí bên ngoài. Trong bộ bay hơi, chất làm lạnh ở trạng thái lỏng có nhiệt độ và áp suất thấp (chẳng hạn như Freon) đi vào sau khi được tiết lưu và giảm áp bởi van giãn nở. Lúc này, điểm sôi của chất làm lạnh giảm đáng kể, và nó nhanh chóng bay hơi và hóa hơi trong bộ bay hơi. Vì cần hấp thụ một lượng lớn nhiệt để chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí, và nhiệt độ không khí xung quanh bộ bay hơi tương đối cao, nhiệt được truyền từ không khí sang chất làm lạnh, khiến chất làm lạnh bay hơi thành trạng thái khí có nhiệt độ và áp suất thấp, và không khí bị làm mát. Quá trình này đạt được mục đích hấp thụ nhiệt từ không khí, giống như khai thác nhiệt miễn phí từ "kho nhiệt" khổng lồ của tự nhiên.

2. Máy nén - cải thiện năng lượng

Chất làm lạnh khí có nhiệt độ thấp và áp suất thấp thoát ra từ dàn bay hơi được hút vào máy nén, và máy nén nén nó lại và thực hiện công việc. Dưới sự nén mạnh của máy nén, áp suất và nhiệt độ của chất làm lạnh tăng lên đột ngột và trở thành một khí có nhiệt độ cao và áp suất cao. Lúc này, năng lượng chứa trong chất làm lạnh tăng đáng kể. Giống như khi bơm nước từ chỗ thấp lên chỗ cao thông qua một chiếc bơm nước làm tăng năng lượng tiềm ẩn của nước, máy nén cung cấp năng lượng cho chất làm lạnh để nó có khả năng giải phóng nhiệt vào môi trường có nhiệt độ cao.

3. Bộ ngưng - giải phóng nhiệt  

Dịch chất làm lạnh ở dạng khí với nhiệt độ và áp suất cao sau đó đi vào bộ ngưng tụ. Bộ ngưng tụ thường được kết nối với không gian trong nhà cần sưởi ấm (chẳng hạn như ống sưởi dưới sàn, radiators, v.v.) hoặc bồn nước nóng sinh hoạt. Vì nhiệt độ của chất làm lạnh cao hơn nhiệt độ của môi trường trong nhà hoặc nước trong bồn, nhiệt được truyền từ chất làm lạnh sang không gian trong nhà hoặc nước, khiến nhiệt độ trong phòng tăng lên hoặc nước được làm nóng. Trong quá trình này, chất làm lạnh ở dạng khí dần ngưng tụ và hóa lỏng sau khi tỏa nhiệt, và trở lại trạng thái lỏng, hoàn thành bước then chốt vận chuyển nhiệt từ không khí vào phòng hoặc nước.

4. Van tiết lưu - kiểm soát tuần hoàn

Sau khi chất làm lạnh dạng lỏng chảy ra khỏi ngưng tụ khí, nó đi qua van tiết lưu. Chức năng của van tiết lưu là siết chặt và giảm áp suất cho chất làm lạnh, khiến áp suất và nhiệt độ của nó giảm xuống lại và trở về trạng thái nhiệt độ thấp và áp suất thấp khi vào giàn bay hơi, chuẩn bị cho chu trình hấp thụ nhiệt tiếp theo trong giàn bay hơi. Van tiết lưu giống như một van điều chỉnh dòng chảy, kiểm soát chính xác lưu lượng và áp suất của chất làm lạnh để đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống bơm nhiệt nguồn không khí có thể vận hành ổn định và hiệu quả.

Qua quá trình tuần hoàn liên tục này, bơm nhiệt nguồn không khí có thể liên tục hấp thụ nhiệt từ không khí và nâng nó lên mức nhiệt độ cao hơn để sưởi ấm trong nhà, làm nước nóng sinh hoạt hoặc thực hiện chức năng làm lạnh vào mùa hè (bằng cách chuyển đổi hướng dòng chảy của chất làm lạnh, nhiệt trong phòng được chuyển sang không khí bên ngoài).