В тепловых насосах данного типа аэротермическая энергия окружающей среды отбирается от наружного воздуха и вследствие преобразования и передачи, нагревает воздух в помещении.
Примером использования теплового насоса является обыкновенная сплит-система – иными словами бытовой кондиционер. На сегодняшний день большинство моделей, представленных на рынке бытового оборудования, оснащены режимом работы теплового насоса. Для того чтобы реализовать данную возможность, в состав схемы кондиционера, помимо основных элементов холодильной установки (компрессор, конденсатор, испаритель, терморасширительный клапан), устанавливается клапан четырехходовой. Он позволяет реверсировать направление хладагента, таким образом, конденсатор “становится” испарителем и наоборот. Благодаря этому воздух в помещении, охлаждаемый в режиме кондиционера, после переключения в режим теплового насоса, нагревается.
Принцип действия теплового насоса воздух-воздух показан на рисунке 2.1.
Обозначения на схеме
① – компрессор поршневой герметичный
② – конденсатор воздушный (нагреватель воздуха)
③ – вентиль терморегулирующий
④ – испаритель воздушный с вентилятором в сборе
Позиционное обозначение среды | Наименование | Агрегатное состояние |
ⓐ | Наружный воздух на входе в испаритель теплового насоса | Газ |
ⓑ | Охлажденный наружный воздух на выходе из испарителя теплового насоса | |
ⓒ | Воздух помещения на входе в конденсатор (нагреватель) теплового насоса | |
ⓓ | Подогретый воздух помещения на выходе из конденсатора (нагревателя) теплового насоса | |
ⓖ | Всасывание хладагента компрессором | Газ |
ⓗ | Нагнетание хладагента в конденсатор | Газ |
ⓚ | Подача сконденсировавшегося хладагента к вентилю терморегулирующему | Жидкость |
ⓜ | Подача хладагента в испаритель | Парожидкостная смесь |
Описание принципа действия. Хладагент кипит в испарителе (поз. 4), отбирая целевое низкопотенциальное тепло от природного источника – в данном случае от воздуха. Далее испарившийся хладагент поступает в компрессор (поз. 1). Компрессор сжимает пары хладагента, тем самым нагревая их до температуры в пределах 90-130 °С и нагнетает их в конденсатор (поз. 2). В воздушном тракте конденсатора нагревается воздух помещения, охлаждая и конденсируя до жидкого состояния хладагент в хладоновой полости данного теплообменного аппарата. Жидкий хладагент направляется к терморасширительному вентилю (поз. 3), в котором происходит резкое понижение давления при расширении. После ТРВ хладагент поступает в испаритель и цикл повторяется.