Máy bơm nhiệt nguồn không khí hoạt động như thế nào?

Máy bơm nhiệt không khí sử dụng trong một số hệ thống thông gió gia đình để thu hồi nhiệt từ không khí cũ và đưa nó vào không khí trong lành hoặc đến nước nóng trong nhà.

Máy bơm nhiệt nguồn không khí hoạt động như thế nào?

Một bơm nhiệt nguồn không khí có ba chu kỳ: chu trình làm nóng, chu trình làm mát và chu trình rã đông.

Chu kỳ gia nhiệt

Trong chu trình sưởi ấm, nhiệt được lấy từ không khí ngoài trời và “bơm” trong nhà.

• Đầu tiên, chất làm lạnh lỏng đi qua thiết bị giãn nở, thay đổi thành hỗn hợp chất lỏng / hơi áp suất thấp. Sau đó nó đi đến cuộn dây ngoài trời, hoạt động như cuộn dây bay hơi. Chất làm lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ không khí ngoài trời và sôi, trở thành hơi nhiệt độ thấp.
   
• Hơi này đi qua van đảo ngược đến bình tích lũy, nó thu thập bất kỳ chất lỏng còn lại nào trước khi hơi đi vào máy nén. Hơi sau đó được nén lại, làm giảm thể tích của nó và làm cho nó nóng lên.
   
• Cuối cùng, van đảo chiều gửi khí, hiện đang nóng, đến cuộn dây trong nhà, đó là bình ngưng. Nhiệt từ khí nóng được truyền vào không khí trong nhà, khiến môi chất lạnh ngưng tụ thành chất lỏng. Chất lỏng này trở lại thiết bị mở rộng và chu kỳ được lặp lại. Các cuộn dây trong nhà được đặt trong ống dẫn, gần lò.

Khả năng của bơm nhiệt truyền nhiệt từ không khí bên ngoài vào nhà phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời. Khi nhiệt độ này giảm, khả năng hấp thụ nhiệt cũng giảm.

Ở nhiệt độ điểm cân bằng môi trường ngoài trời, khả năng sưởi ấm của bơm nhiệt bằng với tổn thất nhiệt của ngôi nhà.

Dưới nhiệt độ môi trường ngoài trời này, bơm nhiệt chỉ có thể cung cấp một phần nhiệt cần thiết để giữ cho không gian sống thoải mái, và cần có nhiệt bổ sung.

Khi bơm nhiệt hoạt động ở chế độ sưởi mà không có bất kỳ nhiệt bổ sung nào, không khí rời khỏi nó sẽ mát hơn không khí được làm nóng bằng lò nung thông thường. Lò thường cung cấp không khí cho không gian sống ở giữa 55 ° C và 60 ° C. Bơm nhiệt cung cấp không khí với số lượng lớn hơn ở khoảng 25 ° C đến 45 ° C và có xu hướng hoạt động trong thời gian dài hơn.

Chu trình làm mát

Chu kỳ được mô tả ở trên được đảo ngược để làm mát ngôi nhà trong mùa hè. Thiết bị lấy nhiệt ra khỏi không khí trong nhà và loại bỏ nó ra bên ngoài.

• Như trong chu trình gia nhiệt, chất làm lạnh lỏng đi qua thiết bị giãn nở, thay đổi thành hỗn hợp chất lỏng / hơi áp suất thấp. Sau đó, nó đi đến cuộn dây trong nhà, hoạt động như thiết bị bay hơi. Chất làm lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ không khí trong nhà và sôi, trở thành hơi nhiệt độ thấp.
   
• Hơi này đi qua van đảo ngược đến bộ tích lũy, thu gom bất kỳ chất lỏng còn lại, sau đó đến máy nén. Hơi sau đó được nén lại, làm giảm thể tích của nó và làm cho nó nóng lên.
   
• Cuối cùng, khí, hiện đang nóng, đi qua van đảo chiều đến cuộn dây ngoài trời, đóng vai trò là bình ngưng. Nhiệt từ khí nóng được truyền vào không khí ngoài trời, khiến môi chất lạnh ngưng tụ thành chất lỏng. Chất lỏng này trở lại thiết bị mở rộng và chu kỳ được lặp lại.

Trong chu trình làm mát, bơm nhiệt cũng hút ẩm không khí trong nhà. Độ ẩm trong không khí đi qua các cuộn dây trong nhà ngưng tụ trên bề mặt của cuộn dây và được thu thập trong một cái chảo ở dưới cùng của cuộn dây. Một cống ngưng tụ kết nối chảo này với cống nhà.

Chu kỳ rã đông

Nếu nhiệt độ ngoài trời giảm xuống gần hoặc dưới mức đóng băng khi bơm nhiệt hoạt động ở chế độ sưởi ấm, hơi ẩm trong không khí đi qua cuộn dây bên ngoài sẽ ngưng tụ và đóng băng trên đó. Lượng tích tụ băng giá phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời và lượng ẩm trong không khí.

Sự tích tụ băng giá này làm giảm hiệu quả của cuộn dây bằng cách giảm khả năng truyền nhiệt cho môi chất lạnh. Tại một số điểm, sương giá phải được loại bỏ. Để làm điều này, bơm nhiệt sẽ chuyển sang chế độ rã đông.

• Đầu tiên, van đảo chiều chuyển thiết bị sang chế độ làm mát. Điều này sẽ gửi khí nóng đến cuộn dây ngoài trời để làm tan băng giá. Đồng thời, quạt ngoài trời, thường thổi khí lạnh qua cuộn dây, sẽ tắt để giảm lượng nhiệt cần thiết để làm tan băng giá.
   
• Trong khi điều này đang xảy ra, bơm nhiệt đang làm mát không khí trong ống dẫn. Hệ thống sưởi ấm thường sẽ làm ấm không khí này vì nó được phân phối khắp nhà.

Một trong hai phương pháp được sử dụng để xác định khi thiết bị chuyển sang chế độ rã đông. Kiểm soát nhu cầu sương giá giám sát luồng không khí, áp suất môi chất lạnh, nhiệt độ không khí hoặc cuộn dây và chênh lệch áp suất trên cuộn dây ngoài trời để phát hiện sự tích tụ băng giá trên cuộn dây ngoài trời.

Rã đông nhiệt độ thời gian được bắt đầu và kết thúc bằng bộ hẹn giờ khoảng thời gian đặt trước hoặc cảm biến nhiệt độ nằm trên cuộn dây bên ngoài. Chu kỳ có thể được bắt đầu cứ sau 30, 60 hoặc 90 phút, tùy thuộc vào khí hậu và thiết kế của hệ thống.

Các chu trình rã đông không cần thiết làm giảm hiệu suất theo mùa của bơm nhiệt. Do đó, phương pháp sương giá cầu thường hiệu quả hơn vì nó chỉ bắt đầu chu trình rã đông khi cần thiết.