Les pompes à chaleur à air-utilisent l'air comme source de chaleur gratuite et, à l'aide de cycles de changement de phase de réfrigérant-et d'entraînement du compresseur, transfèrent efficacement la chaleur de manière bidirectionnelle entre l'intérieur et l'extérieur : en hiver, elles extraient la chaleur de faible niveau-de l'air extérieur et la transforment en chaleur à haute température-utilisable pour le chauffage intérieur ; en été, ils fonctionnent à l'envers, libérant la chaleur intérieure vers l'extérieur pour répondre aux besoins de refroidissement, obtenant ainsi un rendement élevé et des économies d'énergie sans recourir à des combustibles fossiles tels que le gaz ou le charbon. Le principe du cycle de chauffage et de refroidissement de la pompe à chaleur est le même, et le commutateur de fonction est obtenu en ajustant le débit de réfrigérant avec une vanne d'inversion à quatre -voies. Une fois la vanne d'inversion activée, le circuit réfrigérant fonctionne en sens inverse : l'échangeur de chaleur extérieur passe d'un condenseur en mode refroidissement à un évaporateur, absorbant la chaleur de l'air extérieur (qui a toujours une capacité d'absorption de chaleur dans des conditions de basse -température) ; l'échangeur de chaleur intérieur passe d'un évaporateur en mode refroidissement à un condenseur, libérant la chaleur du réfrigérant à haute -température et haute -pression comprimé par le compresseur vers le côté intérieur, complétant ainsi le processus de chauffage.
Absorption de chaleur par évaporation - "Collecte"
Chaleur gratuite de l’air extérieur
• Fonctionnement des composants : le réfrigérant liquide à basse-température et basse-pression, après avoir traversé le dispositif d'étranglement pour réduire la pression, s'écoule dans l'évaporateur de l'unité extérieure. L'évaporateur est constitué de serpentins densément remplis à l'intérieur et d'ailettes à l'extérieur, avec un ventilateur entraînant l'air extérieur à travers les ailettes et les serpentins.
• Principe de changement de phase : le point d'ébullition du réfrigérant est bien inférieur à la température ambiante extérieure (même en hiver à -10 degrés, il est toujours inférieur au point d'ébullition du réfrigérant). Par conséquent, le réfrigérant liquide bout et se vaporise rapidement à l’intérieur des serpentins de l’évaporateur, passant du liquide au gaz à basse température et basse pression.
• Changement d'énergie : le processus de vaporisation nécessite l'absorption d'une grande quantité de chaleur provenant de l'air extérieur - même par temps froid, l'air contient toujours de la chaleur sensible et latente qui peut être extraite. Cette étape est au cœur de la fonction « d'économie d'énergie-de la pompe à chaleur, ne consommant aucune énergie électrique et complétant simplement la collecte de chaleur.
• État clé : lorsque le réfrigérant quitte l'évaporateur, il se trouve dans un état gazeux à basse-température et basse-pression, avec une température légèrement inférieure à la température extérieure, transportant la chaleur absorbée de l'air.
Compression et chauffage - consomme de l'électricité pour augmenter le niveau d'énergie du réfrigérant
• Action du composant : un réfrigérant gazeux à basse-température et basse-pression est aspiré dans le compresseur (le "noyau d'alimentation" de la pompe à chaleur). Le compresseur entraîne le piston/rotor pour comprimer le gaz à travers le moteur.
• Principe thermodynamique : Selon la loi selon laquelle « lorsqu'un gaz est comprimé, sa pression augmente et sa température augmente », le gaz réfrigérant est comprimé de force dans le compresseur, provoquant une forte augmentation de pression et de température.
• Changement d'énergie : Cette étape consomme de l'énergie électrique et la convertit en énergie interne du réfrigérant. En conséquence, le réfrigérant passe d'un gaz à basse-température et basse-pression à un gaz à haute-température et haute-pression, avec des températures atteignant 80 degrés à 120 degrés (dépassant largement les 40 degrés à 60 degrés requis pour le chauffage intérieur).
• Rôle clé : cette étape est cruciale pour la « mise à niveau énergétique » - elle transforme la chaleur initialement-à basse température en chaleur à haute-température suffisante pour la demande de chauffage et constitue la seule étape du cycle entier qui consomme de l'électricité.
Libération de chaleur par condensation - Libération de chaleur dans la pièce pour le chauffage/la production d'eau chaude
· Fonctionnement des composants : un réfrigérant gazeux à haute-température et haute-pression s'écoule dans le condenseur de l'unité intérieure (s'il est utilisé pour le chauffage, le condenseur est connecté aux tuyaux/radiateurs de chauffage par le sol ; s'il est utilisé pour l'eau chaude, le condenseur est immergé dans le réservoir d'eau).
· Principe de changement de phase : La température du fluide frigorigène à l'intérieur du condenseur est bien supérieure à celle du circuit de chauffage intérieur eau/eau dans le ballon. Par conséquent, le réfrigérant gazeux à haute-température commence à se refroidir et à se condenser, passant d'un gaz à haute-température et haute-pression à un liquide à haute-température et haute-pression.
· Changement d'énergie : Le processus de liquéfaction libère une grande quantité de chaleur latente (dont étape 1 : « chaleur gratuite » absorbée de l'extérieur + étape 2 : chaleur produite par le compresseur consommant de l'énergie électrique). Cette chaleur est transférée à l'eau du circuit de chauffage ou à l'eau chaude sanitaire à travers les serpentins du condenseur, pour finalement rayonner dans la pièce via le chauffage par le sol/radiateurs pour le chauffage ; ou chauffer directement l'eau dans le réservoir.
· État clé : lorsque le réfrigérant s'écoule du condenseur, il est dans un état liquide à haute-température et haute-pression, après avoir libéré sa chaleur, et la température chute à environ 50 degrés ~ 60 degrés.
