เครื่องปั๊มความร้อนแบบอากาศ: อธิบายการทำงาน

ปั๊มความร้อนจากอากาศ (ASHP) คืออุปกรณ์ที่ให้ความร้อนและจ่ายน้ำให้กับบ้านโดยการเคลื่อนย้ายความร้อนแทนที่จะสร้างความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง มันทำงานคล้ายกับตู้เย็นที่ทำงานย้อนกลับนี่คือแนวคิดหลักทีละขั้นตอน

หลักการพื้นฐาน: เคลื่อนย้ายความร้อน ไม่ใช่สร้างความร้อน

แม้แต่อากาศเย็นภายนอกก็มีพลังงานความร้อน ปั๊มความร้อนจากอากาศจะดึงความร้อนอุณหภูมิต่ำและทำให้เข้มข้นขึ้นเป็นอุณหภูมิที่สูงขึ้นภายในอาคาร
มันทำเช่นนี้โดยใช้การหมุนเวียนสารทำความเย็นที่มีส่วนประกอบหลักสี่ส่วน:

1. เครื่องระเหย (คอยล์ยูนิตภายนอก)

2. คอมเพรสเซอร์
3. คอนเดนเซอร์ (คอยล์ยูนิตภายใน)
4. วาล์วขยายตัว
สารทำความเย็นจะไหลเวียนผ่านส่วนประกอบเหล่านี้ เปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซ

การทำงานทีละขั้นตอน

1. การดูดซับความร้อน (ยูนิตภายนอก)
* สารทำความเย็นเหลวแรงดันต่ำมากไหลเข้าสู่คอยล์เครื่องระเหยภายนอก

* เนื่องจากมีจุดเดือดต่ำมาก (เช่น -40°C) มันจะดูดซับความร้อนจากอากาศภายนอกและระเหยกลายเป็นก๊าซ แม้ว่าอากาศจะรู้สึกเย็นก็ตาม
2. การอัด

* สารทำความเย็นที่เป็นก๊าซเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ และคอมเพรสเซอร์จะบีบอัดมัน

* การบีบอัดก๊าซจะเพิ่มแรงดันและอุณหภูมิของมันอย่างมาก (เช่น ไปที่ 70–80 °C)
3. การคายความร้อน (ยูนิตภายใน)

* ก๊าซแรงดันสูงร้อนไหลไปยังคอยล์คอนเดนเซอร์ภายใน

* ที่นี่ มันจะถ่ายเทความร้อนให้กับระบบทำความร้อนของบ้านคุณ (อากาศ น้ำ หรือพื้น) และควบแน่นกลายเป็นของเหลว
4. การขยายตัว

* เมื่อของเหลวไหลผ่านวาล์วขยายตัว แรงดันจะลดลงอย่างรวดเร็ว

* สิ่งนี้จะทำให้มันเย็นลงและเตรียมพร้อมที่จะดูดซับความร้อนอีกครั้ง
* วงจรจะทำซ้ำ
บทบาทในบ้านของคุณ

1. การทำความร้อนในพื้นที่: คอนเดนเซอร์ให้ความร้อนแก่อากาศ (อากาศสู่อากาศ) หรือน้ำ (อากาศสู่น้ำ) สำหรับหม้อน้ำ ระบบทำความร้อนใต้พื้น หรือพัดลมขดลวด
2. น้ำร้อน: หลายระบบยังให้ความร้อนแก่น้ำร้อนสำหรับใช้ในบ้านด้วย

3. การทำความเย็น (อุปกรณ์เสริม): วาล์วกลับทิศทางสามารถสลับบทบาทของเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ได้ ดังนั้นระบบจะดึงความร้อนออกจากห้องและปล่อยออกสู่ภายนอก (เครื่องปรับอากาศ)

4. โหมดละลายน้ำแข็ง: ในสภาพอากาศเย็นและเปียก น้ำแข็งอาจก่อตัวบนคอยล์ภายนอก ระบบจะถูกย้อนกลับชั่วครู่เพื่อละลายน้ำแข็ง

เหตุผลที่มันทำงานได้

1. เนื่องจากเป็นการถ่ายเทความร้อนแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิง ปั๊มความร้อนจากอากาศจึงสามารถให้ความร้อน 2-4 kWh สำหรับทุกๆ 1 kWh ของไฟฟ้าที่ใช้ อัตราส่วนนี้คือค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (COP) หรือ COP ตามฤดูกาล (SCOP)

2. เมื่ออากาศภายนอกเย็นลง ประสิทธิภาพจะลดลงเนื่องจากมีการดึงความร้อนน้อยลงและรอบการละลายน้ำแข็งจะบ่อยขึ้น แต่รุ่นสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นสมัยใหม่ยังคงทำงานได้ดีแม้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

ข้อจำกัดหลัก

1. ประสิทธิภาพลดลงในสภาพอากาศหนาวจัด (แม้ว่ารุ่นจะแตกต่างกันมากก็ตาม)

2. ต้องมีตำแหน่งภายนอกที่เหมาะสมพร้อมการระบายอากาศที่ดี

3. อุณหภูมิขาออกต่ำกว่าหม้อต้มแก๊ส ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดสำหรับหม้อน้ำขนาดใหญ่ ระบบทำความร้อนใต้พื้น หรือบ้านที่มีฉนวนกันความร้อนอย่างดี

4. แม้ว่าประสิทธิภาพจะสูง แต่ราคาไฟฟ้าและก๊าซธรรมชาติจะส่งผลต่อต้นทุนการดำเนินงาน

ในหนึ่งประโยค

ปั๊มความร้อนจากอากาศ

ใช้รอบสารทำความเย็นเพื่อดึงความร้อนฟรีจากอากาศภายนอก ทำให้เข้มข้นผ่านคอมเพรสเซอร์ และปล่อยออกสู่ภายในอาคาร ให้พลังงานความร้อนมากกว่าไฟฟ้าที่ใช้