Odhalení technologie a principů tepelných čerpadel s vzduchem

Zavedení

Ve snaze o energeticky efektivní a ekologicky šetrné roztoky a chlazení se jako populární volba objevila tepelná čerpadla vzduchem. Cílem tohoto článku je komplexně vysvětlit technologii a principy tepelných čerpadel vzduchového zdroje, což čtenářům usnadňuje porozumění této inovativní technologii.

Co je to tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo vzduchového zdroje (ASHP) je všestranné zařízení, které dokáže zahřívat i chladné prostory. Patří do širší kategorie tepelných čerpadel, která přenášejí teplo z jednoho místa na druhé, spíše než na výrobu tepla přímo. Ashps konkrétně extrahujte teplo ze vzduchu v okolním prostředí, dokonce i v chladných povětrnostních podmínkách, a poté použijte toto teplo k teplému vnitřnímu prostoru. V teplejších měsících může být proces zvrácen tak, aby poskytoval chlazení.

Klíčové komponenty tepelného čerpadla vzduchem

1. Compressor

Kompresor je srdcem tepelného čerpadla vzduchem. Hraje klíčovou roli při tlaku chladiva. Když chladivo vstupuje do kompresoru jako nízkotlaký plyn, kompresor jej stlačí do vysokotlakého vysokoteplotního plynu. Toto zvýšení tlaku a teploty je nezbytné pro proces přenosu tepla. Například v topném cyklu se pak chladivo s vysokou teplotou používá k zahřívání vody nebo vzduchu, který bude cirkulován v interiéru.

2.vaporátor

Výparník je místem, kde dochází k extrakci tepla ze vzduchu. Obsahuje chladivo v nízkotlakém stavu. Když okolní vzduch prochází přes cívky výparníku, teplo se přenáší ze vzduchu do chladiva, což způsobuje, že se chladivo odpařuje z kapaliny na plyn. To je možné, protože chladivo má nízký bod varu, což mu umožňuje absorbovat teplo i z relativně studeného vzduchu.

3.Condenser

V režimu vytápění je kondenzátor zodpovědný za uvolnění tepla přenášeného chladivem. Po stlačení vstupuje do kondenzátoru vysokoteplotní, vysokotlaký plyn chladiva. Zde přenáší teplo na vodu nebo vzduch, který se šíří pro účely vytápění. Jakmile se teplo uvolňuje, chladiva kondenzuje zpět do kapaliny. V režimu chlazení jsou role výparníku a kondenzátoru zvráceny.

4. Expanzní ventil

Rozšiřující ventil se používá k řízení toku chladiva. Snižuje tlak vysokotlaké kapalného chladiva přicházejícího z kondenzátoru, což mu umožňuje expandovat a ochladit. Toto chlazené nízkotlaké chladivo poté vstoupí do výparníku, aby znovu zahájila proces absorpce tepla.

Pracovní principy tepelných čerpadel vzduchového zdroje

Režim vytápění

1. Absorpce

V režimu vytápění absorbuje výparník teplo z vnějšího vzduchu. I když je teplota vnějšího vzduchu stejně nízká AS-15 ° C nebo dokonce nižší v některých pokročilých modelech, tepelné čerpadlo může stále extrahovat teplo. Chladivo ve výparníku se vaří a promění se na plyn, protože absorbuje teplo ze vzduchu.

2. Komprese a přenos tepla

Nízkotlaký plyn chladiva je poté vtažen do kompresoru. Kompresor zvyšuje tlak a teplotu chladiva. Vysokoteplotní, vysokotlaký plyn chladiva se poté přesune do kondenzátoru. Uvnitř kondenzátoru přenáší chladivo teplo do vody v hydronickém systému nebo do vzduchu v potrubí. Tato vyhřívaná voda nebo vzduch se poté distribuuje v celé budově pro vytápění.

3. Refrigerant expanze

Po uvolnění tepla v kondenzátoru je chladivo ve vysokotlakém stavu kapaliny. Prochází expanzním ventilem, který snižuje jeho tlak. V důsledku toho se chladivo rozšiřuje a ochlazuje a poté se vrací do výparníku, aby znovu zahájila cyklus.

Režim chlazení

1. Absorpce v interiéru

V režimu chlazení je výparník umístěn uvnitř. Absorbuje teplo z vnitřního vzduchu a ochlazuje jej dolů. Chladivo ve výparníku se vaří a promění se na plyn, protože absorbuje toto teplo.

2. Komprese a uvolňování tepla

Nízkotlaký plyn chladiva je stlačen kompresorem a zvyšuje jeho tlak a teplotu. Vysokoteplotní, vysokotlaký plyn chladiva je poté odeslán do kondenzátoru, který se nyní nachází venku. Zde chladivo uvolňuje teplo, které absorbuje uvnitř do vnějšího vzduchu.

3. Expanze a návrat

Po uvolnění tepla prochází chladivo přes expanzní ventil, kde se sníží jeho tlak. Ochlazené nízkotlaké chladivo se poté vrací do vnitřního výparníku, aby pokračovala v cyklu chlazení.

Energetická a environmentální výhody

Tepelná čerpadla vzduchového zdroje jsou vysoce energeticky účinná. Mohou přenášet více tepelné energie než elektrická energie, kterou konzumují. Například za ideálních podmínek může ASHP poskytnout až 3-4krát více tepelné energie než elektřina, kterou používá, což vede k významným úsporám energie. Z environmentálního hlediska, protože pro vytápění a chlazení používají méně energie založené na fosilních palivách, pomáhají snižovat emise skleníkových plynů. Díky tomu jsou důležitou součástí globálního úsilí v boji proti změně klimatu.

Závěr

Tepelná čerpadla vzduchového zdroje jsou pozoruhodnou technologií, která kombinuje energetickou účinnost, přátelskost životního prostředí a všestrannost. Pochopením jejich technologií a principů mohou majitelé domů, podniků a tvůrci politik informovaně rozhodovat o přijetí této technologie pro potřeby vytápění a chlazení. Vzhledem k tomu, že svět pokračuje v přechodu směrem k udržitelnějším energetickým řešením, tepelná čerpadla se zdrojovým zdrojem budou pravděpodobně hrát stále důležitější roli v budoucnosti systémů vytápění a chlazení přátelské k klimatu.